磁力矩器,是航天器姿態控制系統執行機構之一,通過控制通入的電流,產生大小及方向可控的磁矩,與地磁場相互作用,產生磁控力矩,實現航天器姿態控制。與其他姿控系統執行機構相比,磁力矩器具有結構簡單、功耗低、輸出力矩大、易于控制、可靠性高、壽命長等優點。
航天器在飛行以及在軌運行過程中,受多重因素干擾姿態會發生改變,通常可以采用動量交換類、質量噴射類執行機構進行姿態調整。動量交換類執行機構主要是飛輪,無需消耗燃料、控制精度高,但輸出力矩小,無法完成高強度調整任務。質量噴射類執行機構主要是推力器,輸出力矩大、工作效率高,但需要消耗燃料。因此,磁力矩器受到重視。
磁力矩器主要包括空芯磁力矩器、磁芯磁力矩器兩種產品,前者主要部件是電磁線圈,后者主要部件是棒狀磁芯、線圈,二者通電時會產生磁矩。磁力矩器可以廣泛應用于低軌、中軌、高軌衛星姿態控制系統中。
根據新思界產業研究中心發布的
《2023-2028年中國磁力矩器行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,為實現三軸姿態控制,磁力矩器通常與飛輪主流產品反作用輪配合使用。飛輪通過將自身角動量與航天器進行交換來實現姿態調整,更適用于長壽命、微小型衛星。當磁力矩器單獨使用時,可以直接調整衛星姿態;當磁力矩器與飛輪配合使用時,可以卸載飛輪,從而卸載多余角動量。磁力矩器能夠顯著提升衛星姿態控制系統的可靠性與使用壽命。
磁力矩器是低軌道微小衛星姿態控制系統的主要執行機構之一,但也存在一些弊端,例如溫度敏感性較高,工作時會產生強磁場、無法與磁強計同時工作。
新思界
行業分析人士表示,在海外市場中,磁力矩器研制廠商主要有德國ZARM Technik、瑞典AAC Clyde Space、立陶宛NanoAvionics等。我國磁力矩器研制實力不斷增強,相關研發機構與生產廠商主要有航天科技集團五院502所、航天科工二院206所、攬月機電、長光衛星等。
2015年,航天科技集團五院502所研制的當時最小的磁力矩器搭載希望二號皮納衛星成功發射,并且成功研制出當時國內最大的3200安米方磁力矩器。2022年3月,航天科工二院206所研制的磁力矩器搭載“天鯤二號”衛星成功發射,與飛輪配套可實現衛星三軸姿態穩定控制。攬月機電是我國代表性微小型商業衛星姿控飛輪、磁力矩器等衛星核心姿控系統零部件研發、生產及銷售廠商。