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作者：马隆飞;付佳豪;贺建武;段俐;康琦;
单位：中国科学院力学研究所中国科学院微重力重点实验室;中科星动力科技(无锡)有限公司;中国科学院大学工程科学学院;
摘要：超低轨空间作为国家航天战略竞争的重要领域，其复杂的环境特性和显著的稀薄大气阻力效应严重制约了飞行器的长期在轨运行能力。为满足超低轨卫星长期在轨的动力需求，研制了具有多元工质适应性的毫牛级射频离子推力器（RIT-8），并采用射频等离子体桥中和器（RPN-2.5），完成了毫牛级射频离子推进系统的工程化。本研究通过实验方法，重点探究了RIT-8电离域结构参数对离子束流和推力输出的影响规律。实验对比分析了低纯氙气（99.9%）和氪气（99.999%）两种工质条件下的离子束流特性与推力性能。利用Langmuir探针诊断技术，测量了离子羽流中心区域的空间电位和离子密度分布。实验结果表明：在距离离子光学系统150 mm处，氙气工质下的空间电位为18.85～27.31 V，离子密度为2.57×10~(16)～3.14×10~(16)/m~3；氪气工质下分别为17.31～22.45 V和2.64×10~(16)～3.28×10~(16)/m~3。经推力性能测试得到，氙气工质下的最大推力可达15.05 mN（比冲3 135 s，总功耗617 W），氪气工质下最优推力为10 mN（比冲2 740 s，总功耗530 W）。基于本研究研制的毫牛级射频离子推进系统为超低轨卫星提供了新型推进解决方案。
关键词：超低轨卫星;;射频离子推力器;;射频天线;;离子羽流诊断;;推力测量
基金资助：国家重点研发计划(2021YFC2202800);; 中国科学院前瞻战略科技先导专项A类(XDA0470202),中国科学院青年创新促进会(2023022),中国科学院微重力重点实验室开放课题(NML202407)~~
