清华新闻网5月10日电 北京时间2026年5月6日23时04分,由清华大学李水清教授团队牵头关键技术攻关、北京控制工程研究所负责工程总体实施,联合中国科学院大连化学物理研究所、长春光学精密机械与物理研究所等单位共同研制的“新型绿色离子液体空间推进技术”实验装置,在中国载人航天工程空间科学实验任务支撑下,利用天舟九号货运飞船离轨前的宝贵在轨时间窗口,通过舱外载荷工位挂接空间发动机的方式,六次点火全部成功,圆满完成第一阶段全部在轨科学实验任务。
本次实验任务聚焦全新的绿色多模式离子液体推进剂的催化点火化学推进模式,旨在揭示微重力极端环境下离子液体的喷注、点火、燃烧及射流动力特性。实验装置搭载了光学可视化发动机与真实发动机,国际首次实现了在轨环境真实空间发动机工作条件下催化点火和持续燃烧动态过程的直接光学诊断。

实验载荷装置与搭载发动机实物图
研究团队面向新型宇航任务对空间推进技术提出的绿色化、高能化、多模式应用的重要需求,以工程应用为目标导向,高质量完成了科学实验载荷研制。针对载人航天工程任务提出的舱外实验载荷与宇航型号一致的研制标准与要求,在无国内外先例可循的现实情况下,项目团队成功突破了探索性科学实验与航天“六性”质量管理体系之间的层层壁垒,最终实现了科学目标先进性与实验载荷可靠性的有效融合。自2025年7月15日天舟九号发射以来,在飞船舱外搭载的新型发动机载荷经历了火箭发射段真实力学热学等极端条件考核、在轨深冷环境下长达九个半月的舱外在轨贮存,载荷各个功能模块工作正常,最终圆满完成六次不同工况的在轨点火和燃烧实验。
本次实验的核心创新与科学成果包括:首次空间站在轨验证了全新多模式离子液体推进剂的技术可行性,开辟并首次验证了飞船舱外开展空间推进技术实验的新方法;首次在空间中获取了临界催化着火位置及燃烧区演化特征,为高效燃烧组织及发动机结构设计提供了科学基础;通过可视化发动机结合红外摄像、CCD相机及在线温压测量,成功捕捉了微重力下离子液体催化点火过程中“气-液-固”多相反应的动态演化规律;获得了空间环境与地面实验的对比数据,为揭示重力、压力等天地不一致性对射流喷注、催化点火、火焰稳定性等影响规律提供了关键依据。


光学可视化发动机点火图像:红外相机(上),CCD相机(下)
本次在轨实验的成功,得益于国家加强基础研究形势下大学、科研院所和科技领军企业的有组织协同联动及产学研深度融合,更标志着我国在绿色离子液体化学推进领域迈出了从地面原理验证到空间在轨验证的关键一步。该技术的突破将有力支撑我国化学-电多模式推进新技术的发展,为未来卫星组网、深空探测、载人航天等任务提供重要技术储备。
供稿:能动系
编辑:杨滨华
审核:王晓霞