近日，中国以微牛级变推力冷气推进技术为依托，我国“天琴一号”卫星成功实现了“无拖曳控制”。
卫星的“无拖曳控制”是一项高难度的航天技术，随着我国载人飞船 、空间站等计划的实施 ，必将进一步推进我国空间基础物理 、微重力科学 、对地观测和卫星导航等领域的研究。
天琴一号
这些领域的空间实验研究几乎都要求航天器平台的残余扰动力尽可能小。例如，空间基础物理实验中的引力波探测 、等效原理检验 、短线程效应和坐标系拖曳效应的测量以及高精度卫星重力测量都要求航天器平台的残余扰动加速 度小于 10~m/s甚至更低。
而航天器平台由于受到大气阻尼 、太阳光压、宇宙射线等外部环境扰动和结构振动 、姿态调节、内部部件运动等自身扰动的限 制 ，其残余扰动约在 1X10^-3~1x10^-5 m/s ^2水 平 ，远达不到空间高精度实验的需求指标。
所以就必须要依赖无拖曳控制技术，无拖曳控制技术是指抵消除引力以外所有干扰卫星的力。这样卫星才能成为一个“超静超稳”的平台。
可以说，航天器无拖曳控制是是获得超低微重力水平卫星平台的重要途径，是空间引力实验与高精度卫星重力测量的关键技术之一，它也使得空间引力波探测成为可能。
引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。引力波观测将促进我们对宇宙的进一步认知，是一个探索宇宙的全新重要窗口。
我国主要有三个大型引力波探测项目，一个是由中科院胡文瑞院士和吴岳良院士作为首席科学家的太极计划；另外一个太空计划是由中山大学罗俊院士领衔的“天琴计划”；第三个是由中科院高能物理研究所主导的“阿里实验计划”。
早在2019年8月31日，“太极一号”卫星成功发射。2019年12月，中国在国际上是首次实现;在成功实现加速度模式无拖曳控制实验后，进一步完成了位移模式下的航天器在轨无拖曳控制，率先实现了我国两种无拖曳控制技术的突破。
太极一号
在成功掌握了无拖曳控制技术后，中国也开始开展微牛级变推力冷气推进技术的在轨验证。微牛级变推力技术是实施无拖曳控制的前提，也是空间推进技术发展的重要方向。1微牛的力大约等于1厘米头发丝的重量。
这样微弱的推力，是为了持续抵消太阳光压和大气等对卫星的干扰。由于这些干扰力会随着环境变化而产生极其微弱的变化，所以要求该套系统在提供极小、极精准推力的同时，能够实现极精确的连续调节。
中国早在在上世纪70年代便研制出我国第一代冷气推进系统，并实现在轨应用。随着多种类型空间推进系统的发展，冷气推进系统一度淡出历史舞台。
不过，由于其具备推力稳定、推力分辨率高、噪声低、连续易调、变推力范围大等优点，受到了新一代空间基础物理科学探测任务、高精度重力场测量任务以及高精度对地观测和卫星导航等空间任务的青睐。这些任务对卫星平台的统一要求是“超静低噪声、超高精度、超高稳定度”，对此，冷气推进系统是目前最优的选择。
2014年，罗俊团队提出“天琴计划”，计划在10万公里高度的地球轨道上，部署3颗卫星组成臂长17万公里的等边三角形编队，建成空间引力波科学探测系统。
2019年12月20日，天琴一号在太原卫星发射中心搭乘长征四号乙运载火箭，成功发射升空。它的目的就是对高精度空间惯性传感器、无拖曳控制技术、微牛顿量级的推进技术、激光干涉仪等核心技术开展在轨验证。
而在刚发射成功不久，我国“天琴一号”卫星成功实现了“无拖曳控制”。最厉害的是，“天琴一号”微推进系统可以精确控制1小时匀速喷出仅1毫升的气体，而控制流量的阀芯行程仅有几十纳米。这样，天琴一号”微牛级推进系统分辨率精度可以达到0.1微牛，也就是说能以相当于1毫米头发的重量为单位，调整推力大小。
微牛级连续变推力模块产品
这是我国首次完成微牛级变推力冷气推进技术的在轨验证，标志着我国成为了世界上第二个掌握该技术的国家，也使空间引力波探测迈出了实质性、关键性的一步。
目前，“天琴计划”和欧洲LISA计划是目前世界上少数基于成熟设计和方案的空间引力波探测计划，两个计划都在争分夺秒向前推动。两个计划的主要区别在于其设计轨道一个绕地球、一个绕太阳，以及探测波段稍有不同。
当前“天琴计划”多项关键技术已获得重大进展，除了无拖曳控制之外，其中还包括惯性传感、激光干涉测量、卫星平台等多项重大技术，接下来这些技术将陆续进入在轨验证阶段。
无拖曳技术的掌握以及微牛级变推力冷气推进技术的在轨验证的完成，还将有助于中国空间站的建设，美国的空间站最早将于2014年，最迟将于2028年退休，所以中国就想接棒美国在太空建设自己的国际空间站。到时候也将成为世界上唯一的空间站。
而无拖曳控制技术是建设空间站的必备技术。对于空间站而言，由于轨道更低 、部件更多 ，其平台的振动扰动更复杂，微重力 水平更低，约为 1x10^-2m/s^2，因此为满足空间站对地观测以及微重力实验对平台隔振的苛刻要求，需要增加隔振装置 或 者添加无拖曳装置在空间站内部进行小位移运动以减小平台扰动的影响。
可以说，此次实验的成功，标志着中国航天技术取得了重大进展。
