国际首台！成功在轨应用500天！

什么是容性储电离子液体电喷雾推进系统？

离子液体是一种由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的熔盐体系，具有真空不挥发、宽液态范围、绿色无毒等众多空间推进应用中理想的性质，通过合理控制外加电场可以将离子液体直接从液相雾化转换成高速带电粒子（离子、离子簇、带电液滴）并产生推力。相比当前国际上已经得到应用的霍尔、离子电推进，离子液体电喷雾推力器，具有功耗低、微牛推力、结构紧凑、控制灵活、可靠性高等特点，为微纳卫星等航天器的主动变轨、精准姿控等需求提供了完美的解决方案，可广泛应用于星群组网及编队飞行、无拖曳控制、精确定位和对地/深空观测等太空任务，近年来在国际上引发广泛关注，成为先进空间推进领域的研究热点和前沿。美国麻省理工学院和中国航天科工206所研制的离子液体电喷雾推力器先后于2015年和2019年搭载立方星发射升空，但未见在轨数据的报道。

2022年5月17日，北航ILT-50离子液体电喷雾推进系统首次成功完成在轨点火试验验证，多组遥测数据有效验证了离子液体电喷雾推进系统单喷口产生了32.8 μN的连续微推力；为验证卫星运行一年后的系统可靠性，在2022年10月18日和2023年2月25日，系统又分别两次成功实现点火验证，与之前的试验结果高度一致。

在轨试验验证

自2022年5月17日首次点火以来，ILT-50离子液体电喷雾推进系统进行了多组持续的点火工作及推力在轨功能试验。遥测数据表明，卫星动量轮转速发生了明显的变化。通过对比点火前后卫星动量轮转速变化数据，得到离子液体电喷雾推力器在-5至-10℃条件下的推力为32.8μN，这与项目团队前期在地面使用微推力架测得的推力数据一致，这也是首次公开报道的离子液体电喷雾推进系统在轨推力数据。

研究历程

相关研究得到了包括国家自然科学基金、民用航天预研项目在内的十余项相关项目支持，建设完成了国际先进的空间电推进实验设备，所发现的导电离子液体锥射流不稳定性机制、非定、常电场下雾化场的动态响应特性、真空羽流自中和机制等新机理发表在流体力学、传热传质等领域顶级期刊Journal of Fluid Mechanics、Physics of Fluids、Journal of Aerosol Science、Journal of Colloid and Interface Science、International Journal of Heat and Mass Transfer上，支撑突破了离子液体电推进容性储电自中和、离子液体/推力器/电源系统集成和微牛级推力精准测量等多项关键技术。此外，离子液体电喷雾推进系统的长时间在轨试验验证也反映了离子液体电推进在轨环境适应性及离子液体推进剂在太空长期储存的能力。

离子液体电喷雾推进系统对于我国发展低轨小卫星星座、深空探测等有着重大的应用价值。ILT-50离子液体电喷雾推进系统长时间在轨试验验证的成功，标志着离子液体电推进作为微推系统中的一种优质方案逐渐走向成熟，这将对我国未来空间技术的发展产生深远影响。

在整个研究周期中，团队中涌现了一大批“吃得了苦、做得成事”的青年航天人员。