【创新在大工】巧借星际大气之力让超低轨卫星长时续航

责任编辑: 日期:2025年11月22日 12:40

距地100千米至300千米的空域,是一片距离地表更近却尚未被充分开发的新域空间——超低轨空间。在这里卫星部署成本更低、对地观测更清晰、通信时延更短,具有战略意义和商业价值。近年来,欧洲、日本、美国等国家和地区通过各自研究项目均在积极对超低轨环境开展探测,通过试验卫星在轨对超低轨运行、超低轨防护等关键技术开展测试工作。但因超低轨空间的特殊环境会对卫星产生阻力,而传统推进系统依赖携带工质,一旦工质耗尽,卫星便会坠落。这极大限制了超低轨卫星的应用潜力,给卫星的长期驻轨带来严峻挑战。

由大连理工大学力学与航空航天学院夏广庆教授、刘新教授等指导的“星驱科技”团队,其“星驱科技——星链化时代的卫星电推进动力系统领航者”项目,将新一代无工质吸气式电推进技术从理论推向工程实践,摘得2025年中国国际大学生创新大赛金奖,基于该项目孵化的科技企业日前已成功获得天使轮融资。

党的二十届四中全会提出,加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力。“十五五”规划建议要全面增强自主创新能力,抢占科技发展制高点,不断催生新质生产力。航天科技是当今世界最具挑战性和广泛带动性的高技术领域,科技自立自强是我国航天事业发展的必由之路。“星驱科技”紧扣国家航天战略需求,专注新一代无工质吸气式电推进技术研究,致力于解决我国超低轨道航天器长期运行的关键技术瓶颈问题。

无工质吸气式电推进技术

抢占超低轨空间的关键在于动力系统。团队负责人、力学与航空航天学院博士生夏博涵介绍说:“传统的有工质的卫星推进系统,工质一旦耗尽,卫星必然坠落。我们的技术摒弃传统燃料(工质)束缚,无需携带传统推进剂,直接利用轨道中的气体工质,通过吸收并压缩轨道大气,电离后经电磁场加速喷射产生推力,可将卫星在轨寿命延长3至5倍,实现长时续航。”

团队在实验室集中攻关

针对传统吸气式电推进系统空间占比大,地面试验环境难以真实还原和控制系统精度有限等问题,团队进行了长达六年的技术攻关,经过不断迭代,设计出高比冲、高利用率的推进系统。1600多个日夜、1352个零件、397次实验……这些数字支撑起研发的成功。“我们将创新后的电推进技术,变成了能够解决产业痛点的产品,并立志为我国构建自主可控的超低轨星网系统贡献力量。”夏博涵自豪地说。吸气式电推进等多种型号推进系统及地面实验平台已被应用于多个机构。

卫星先进动力系统研发经历

“星驱科技”团队源自大连理工大学微纳卫星与先进推进技术研究团队,大部分成员在大学一年级即加入夏广庆教授课题组,在参与“大连1号-连理卫星”研制过程中,完成了卫星电推进动力系统从原理设计、系统集成到工程实验的探索与创新。2024年,团队将流体力学与空气动力学应用于冷库精准控温,用航天技术实现冷库保鲜技术革新,获得中国国际大学生创新大赛(2024)全国总决赛金奖。截至目前,获中国国际大学生创新大赛全国金奖2项、银奖1项,挑战杯国赛奖项等。团队累计申请专利和软著45项,已授权27项。

星驱科技团队

团队成员跨航天、力学、物理、经管等六个专业,他们不仅有硬核技术,更有敢闯敢拼的青年气质与使命情怀。团队成员陈嘉琪、崔雨熙表示:“超低轨道作为尚未被开发的新域空间,是未来太空领域新的发展热点。”目前,团队正在全力攻关卫星姿态控制与在轨调节技术。基于先进电推进系统和相应的软件,单颗卫星可实现智能在轨调节,未来将构建自主可控的超低轨道星网。

来源:党委宣传部 新闻中心
编辑:王增强
审核:赫铭