推進(jìn)系統(tǒng)是衛(wèi)星變軌、位置保持、姿態(tài)調(diào)整等任務(wù)的動(dòng)力來源，推進(jìn)劑攜帶量也直接決定了衛(wèi)星的壽命。尤其是對于高軌道衛(wèi)星而言，光入軌階段消耗的化學(xué)推進(jìn)劑，就約占攜帶量的80％。
鑒于衛(wèi)星攜帶的推進(jìn)劑在地面進(jìn)行加注，其加注非常復(fù)雜，機(jī)器無法替代人工操作。那么，衛(wèi)星推進(jìn)劑加注是不是像汽車加油那樣簡單？
推進(jìn)系統(tǒng)有兩種
502所作為中國航天科技集團(tuán)公司五院衛(wèi)星推進(jìn)分系統(tǒng)的抓總單位，在國內(nèi)先后研制出了第一套冷氣推進(jìn)系統(tǒng)、第一套單組元推進(jìn)系統(tǒng)、第一套雙組元推進(jìn)系統(tǒng)和第一套電推進(jìn)系統(tǒng)，為我國絕大多數(shù)衛(wèi)星提供了推進(jìn)系統(tǒng)。據(jù)502所副所長劉磊介紹，目前，國內(nèi)外衛(wèi)星普遍采用液態(tài)化學(xué)推進(jìn)劑，推進(jìn)方式有單組元推進(jìn)和雙組元推進(jìn)兩種。
圖為工作人員正在檢測亞太九號衛(wèi)星
單組元推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)成本低，使用方便，廣泛應(yīng)用于近地軌道衛(wèi)星，如海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星等。這種系統(tǒng)使用無水肼，通過催化分解燃燒產(chǎn)生推力。
另外，液態(tài)過氧化氫也可以作為單組元推進(jìn)劑使用。其燃燒分解為氧氣和水，算是“環(huán)境友好型”燃料。同時(shí)，它的密度較高、燃燒溫度和敏感性較低，利于推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，但其短板是能量低，燃燒比沖僅為無水肼的70%左右。
與單組元推進(jìn)劑相比，雙組元推進(jìn)系統(tǒng)成本更高，但能產(chǎn)生更高的能量，選擇范圍更為廣闊。
據(jù)劉磊介紹，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于軌道較高、壽命較長的大型衛(wèi)星，這些衛(wèi)星目前都在西昌發(fā)射，例如我國基于東三、東四平臺(tái)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、大型通信衛(wèi)星等。
雙組元推進(jìn)系統(tǒng)使用氧化劑（液態(tài)四氧化二氮）和燃燒劑（液態(tài)甲基肼）兩種推進(jìn)劑，火箭上則是四氧化二氮搭配偏二甲肼。二者混合燃燒釋放能量，由推力器產(chǎn)生動(dòng)力。
推進(jìn)劑加注危險(xiǎn)又復(fù)雜
無論是采用單組元推進(jìn)還是雙組元推進(jìn)，給衛(wèi)星加注都是一項(xiàng)和魔鬼打交道的工作。
502所加注衛(wèi)星最多的老師傅白崑順，將他干了40年的工作流程簡單復(fù)述了一遍：加注時(shí)，操作人員要用高壓氦氣把液態(tài)推進(jìn)劑一次性擠壓到衛(wèi)星推進(jìn)劑貯箱中，同時(shí)進(jìn)行尾氣處理，用高錳酸鉀和碳酸氫鈉分別中和多余的甲基肼和四氧化二氮。加注結(jié)束后，還要用無水乙醇清洗管道。
502所研究員、推進(jìn)系統(tǒng)部主任李永告訴記者，衛(wèi)星在發(fā)射場要先加注氧化劑，大約要從早上7點(diǎn)加注到晚上11點(diǎn)；然后進(jìn)行燃燒劑加注，一般要從早上7點(diǎn)加注到晚上7點(diǎn)。
在我國，這一切工作都需要人員近距離操作，還不能達(dá)到“無人化”水平?！安僮魅藛T雖然穿著防護(hù)服，但若發(fā)生推進(jìn)劑泄漏也存在較大風(fēng)險(xiǎn)?！崩钣勒f。
加注火箭燃料更是在刀尖上跳舞。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心是中國唯一采用液氫液氧低溫推進(jìn)劑的發(fā)射場。燃料加注時(shí)，只要0.019毫焦耳的能量，即一粒大米從一米的高處落下，撞擊地面所產(chǎn)生的能力，就足以把氫氧混合物引爆。
此外，零下200多攝氏度的推進(jìn)劑能把人凍傷，即業(yè)內(nèi)常說的“低溫燙傷”，人的表皮組織立刻壞死，即便是普通金屬被液氧浸過后，輕輕一碰就能折斷。
化學(xué)推進(jìn)和電推進(jìn)將并存
目前，電推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展前景愈加被看好。電推進(jìn)系統(tǒng)可為衛(wèi)星提供更充沛、高效的動(dòng)力，對衛(wèi)星進(jìn)行更精準(zhǔn)的定位與控制。它的優(yōu)點(diǎn)是工質(zhì)需求少，工作時(shí)間長，比沖高。
對于衛(wèi)星推進(jìn)劑加注人員來說，采用電推進(jìn)技術(shù)的衛(wèi)星在發(fā)射前主要加注氙氣。與以往有毒的衛(wèi)星推進(jìn)劑相比，氙氣沒有毒性，更加安全。
“不過推力低是它的最大缺點(diǎn)，1千瓦級的電推進(jìn)系統(tǒng)推力通常只有幾十毫牛?！崩钣劳瑫r(shí)指出，考慮到技術(shù)成熟度、各航天器的不同應(yīng)用需求等因素，未來一段時(shí)間，化學(xué)推進(jìn)和電推進(jìn)在航天器上還會(huì)長期并存發(fā)展，但低成本、無毒化、高能量是永遠(yuǎn)的追求方向。
總之，隨著我國衛(wèi)星推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，并不意味著傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)劑即將退出歷史舞臺(tái)，未來，化學(xué)推進(jìn)劑、電推進(jìn)甚至固體推進(jìn)劑，都還會(huì)在太空中各展神通。因此，衛(wèi)星推進(jìn)劑加注工作仍有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。
