一種用于微納衛星的丙烷微推進系統

晉曉偉，童 飛，馬 鍵，李 平

（西安航天動力研究所，陜西 西安710100）

0 引言

微型航天器一直是空間應用領域一個重要的分支。從國內外發展情況來看，衛星走了一條從小到大，又從大到小的道路。衛星的大小分類，經過多年發展基本形成以下共識：10～100 kg量級為微衛星 (Micro satellite)，1～10 kg量級為納衛星 (Nano satellite)。從國外統計情況看，小型衛星更具有成本上的優勢。

微納衛星具有重量輕、體積小、成本低、研制周期短及可批量生產的特點，具有較好的適應性，便于實現空間組網形成星座或星群，是未來航天領域的一個重要方展方向，在軍用、民用及科研領域均具有廣闊的發展空間。與此配套的輕量化且低成本的微推進系統也將大量應用。

在微納衛星推進系統中，目前技術成熟的有化學推進、冷氣推進和電推進等技術；在研的有固體推進、膠體推進和微機電系統微推進等技術。從工程應用情況看，其中只有冷氣推進和電推進技術適用于要求微小推力（毫牛量級）調節的微型航天器。

1 微納衛星對推進系統要求

微納衛星一般對重量、體積、功耗和推力量級有著嚴格的要求。微納衛星一般對推進系統有以下技術要求：

1） 重量輕；

2）功耗低，減小衛星電源負荷；

3）推力小，推力從幾毫牛到幾十毫牛量級；

4）推力精確，以滿足高精度控制要求。

此外，某些微納衛星要求推進系統具有較寬的工作溫度范圍。

本研究中，微納衛星總質量大約10 kg，推進系統干重要求不大于3 kg，長期功耗要求不大于5.3 W，推力50 mN。

2 推進劑比較

由于微納衛星對推進系統的功耗限制，微推進系統選擇冷氣推進較為合適。……