李 鹏，孙培杰，包轶颖，姚秋萍

（上海宇航系统工程研究所，上海201108）

1 前言

随着深空探测任务，特别是未来载人探月计划的开展，低温推进剂（如液氢、液氧、甲烷等）不但要满足运载火箭发射段短时间使用，而且要适应未来长时间在轨任务的需求[1]。但是低温推进剂沸点低，空间环境中恶劣的热环境会引起低温推进剂的大量蒸发，这样就不得不涉及到低温推进剂的长期在轨储存技术，通过对贮箱进行绝热、防辐射措施、有效的热交换和合理的压力控制，将蒸发量控制在一定的范围。下面着重对低温推进剂长期在轨储存技术的难点、国外研究路线图和研究进展进行阐述，并通过对单项技术合理组合，提出不同的低温推进剂长期在轨储存系统方案。

2 低温推进剂长期在轨储存的技术难点

低温液体长期储存技术地面上已经相对成熟，但是空间微重力、复杂外热流、各种辐射和粒子的环境条件，以及低功耗、重量轻的严格要求，使得低温推进剂的长期在轨储存具有极大的技术挑战性，面临的主要技术难点包括：

（1）微重力环境下气液位置不确定

空间微重力条件下贮箱内气液存在状态和位置不确定，受加速度水平、贮箱尺寸、瞬态过程等因素影响很大[3-4]，从而使得贮箱卸压阀的位置设计困难，微重力条件下气液界面为曲面，瞬态加速后气液混合长时间不会消除，在空间实现排气而不排液的贮箱压力控制变得非常困难。

（2）复杂空间热环境