兩種激光燒蝕微推力器工作模式的討論

葉繼飛，李南雷，常 浩

(裝備學(xué)院 激光推進(jìn)及其應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 101416)

兩種激光燒蝕微推力器工作模式的討論

葉繼飛，李南雷，常 浩

(裝備學(xué)院 激光推進(jìn)及其應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 101416)

激光燒蝕微推力器技術(shù)是激光推進(jìn)技術(shù)最有可能率先實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的技術(shù)研究方向。作為一種新型的空間推進(jìn)領(lǐng)域電推進(jìn)推力器技術(shù)，以其系統(tǒng)集成度較高、電功耗較低、沖量元精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)特性，在推進(jìn)性能和系統(tǒng)集成等方面形成鮮明的特色，對(duì)于多種空間推進(jìn)任務(wù)具備潛在的應(yīng)用價(jià)值。以激光燒蝕微推力器發(fā)展歷程為背景，總結(jié)提煉當(dāng)前推力器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，提出了激光燒蝕微推力器目前最具研究?jī)r(jià)值的兩種工作模式，分別對(duì)高低比沖兩種不同工作模式進(jìn)行了性能分析和比對(duì)，對(duì)激光燒蝕微推力器應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，最后給出了進(jìn)一步研究的建議。

激光推進(jìn)；推力器；沖量耦合；激光燒蝕微推力器

0 引言

經(jīng)過近50年的發(fā)展，激光推進(jìn)技術(shù)做為一種新概念航空宇航推進(jìn)技術(shù)，在理論論證、實(shí)驗(yàn)演示和數(shù)值模擬等方面都取得了令人矚目的進(jìn)展。隨著激光器技術(shù)的發(fā)展和激光推進(jìn)技術(shù)研究的不斷深入，激光推進(jìn)技術(shù)在實(shí)際工程領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用逐漸展現(xiàn)在世人面前。2003年，美國(guó)Photonic Associates(PA)的Phipps小組經(jīng)過5年多的探索和試驗(yàn)，研制了一款用于美國(guó)空軍TechSat21型試驗(yàn)衛(wèi)星搭載的姿軌控激光燒蝕微推力器。激光推進(jìn)技術(shù)首次應(yīng)用于實(shí)踐[1]。

在激光推進(jìn)技術(shù)的整個(gè)發(fā)展過程中，激光燒蝕微推力器技術(shù)一直是重要的探索方向。尤其在激光技術(shù)當(dāng)前的技術(shù)狀態(tài)下，激光器的功率水平、激光遠(yuǎn)距離傳輸?shù)燃夹g(shù)瓶頸使應(yīng)用于空間推進(jìn)的激光燒蝕微推力器推進(jìn)技術(shù)成為當(dāng)前歷史階段眾多激光推進(jìn)應(yīng)用技術(shù)中最接近現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用方向。美國(guó)Phipps小組所研制的就是一款毫秒量級(jí)脈寬激光燒蝕含能聚合物材料微推力器(micro-Laser Plasma Thruster，LPT)。2009年，日本嘗試在一款溫室氣體觀測(cè)微小衛(wèi)星上搭載激光燒蝕微推力器，盡管試驗(yàn)沒有獲得測(cè)試結(jié)果，但為激光燒蝕微推力器的應(yīng)用做出了重要的探索[2]。

激光燒蝕微推力器技術(shù)發(fā)展到今天，領(lǐng)域內(nèi)專家和學(xué)者對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了多角度的探討和研究，總結(jié)了如透射式和反射式、靶帶式和磁盤式、連續(xù)式和脈沖式等多種模式的推力器工作機(jī)制[3]，而其中很多問題已經(jīng)有了比較明確的結(jié)論[4]，結(jié)合能夠用于空間平臺(tái)激光器性能水平來(lái)看，當(dāng)前最值得關(guān)注的是由高峰值功率納秒脈寬激光燒蝕形成的較高比沖和較小推力模式，以及由較低峰值功率毫秒脈寬激光燒蝕形成的較低比沖和較大推力模式，這兩種模式是與推力器推進(jìn)性能最相關(guān)的工作模式分類方法，也是與具體應(yīng)用的航天任務(wù)類型對(duì)應(yīng)最明確的應(yīng)用模式區(qū)分方式，因此，對(duì)于這兩種工作模式的探討和深入研究顯得十分必要。

1 激光燒蝕微推力器發(fā)展歷程及趨勢(shì)

激光燒蝕推進(jìn)技術(shù)屬于激光推進(jìn)技術(shù)中“燒蝕模式”的一種，是利用激光與物質(zhì)相互作用機(jī)理進(jìn)行工作的，以激光燒蝕為特征的。在激光燒蝕工質(zhì)整個(gè)過程中，主要的物理過程有工質(zhì)的受熱升溫、熔融氣化、激光強(qiáng)度足夠強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生等離子體，以及高溫氣體或等離子體高速噴射產(chǎn)生推力等階段。用于空間推進(jìn)的激光燒蝕微推力器技術(shù)與其他激光燒蝕推進(jìn)方式相比，最本質(zhì)的區(qū)別在于：整個(gè)物理過程發(fā)生在微小尺度上，也即所謂的“微燒蝕”過程。這里所謂“微”是指：激光聚焦光斑尺寸小(10 μm量級(jí))、工質(zhì)厚度薄(10μm量級(jí))、單脈沖燒蝕質(zhì)量小(μg量級(jí))、單脈沖沖量小(最小沖量元可以達(dá)到nN·s量級(jí))。因此，應(yīng)用于空間推進(jìn)的激光燒蝕微推力器在推進(jìn)性能方面最顯著的特點(diǎn)是：?jiǎn)蚊}沖燒蝕產(chǎn)生微小噴射形成的沖量小，即沖量元小，最小沖量元(MIB)可以達(dá)到nN·s量級(jí)。具體來(lái)講，空間推進(jìn)用的激光燒蝕微推力器，需要利用體積和重量較小的激光器做為能量源，將激光整形聚焦于工質(zhì)表面，通過激光與物質(zhì)的相互作用，形成微小的燒蝕產(chǎn)物噴射，實(shí)現(xiàn)沖量耦合，產(chǎn)生推力。

典型的激光燒蝕微推力器包括三部分：工質(zhì)供給功能模塊、激光器功能模塊和控制模塊。集成了工質(zhì)存儲(chǔ)、供給開關(guān)、出口量反饋、激光聚焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、激光器及其控制器、通信與控制板卡、供電與信號(hào)接口等器件，如圖1所示。激光器發(fā)出的激光經(jīng)由透鏡聚焦，以設(shè)定工作頻率重復(fù)出光燒蝕工質(zhì)。工質(zhì)儲(chǔ)存接收控制指令提供工質(zhì)，激光與工質(zhì)相互作用形成噴射產(chǎn)生推力。出口量反饋的功能是：當(dāng)工質(zhì)量足夠時(shí)，送控制信號(hào)給控制板卡，由控制板卡轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)送供給開關(guān)關(guān)閉的命令；當(dāng)工質(zhì)量不夠時(shí)，供給開關(guān)處于打開狀態(tài)，工質(zhì)持續(xù)供給，循環(huán)往復(fù)形成工質(zhì)的持續(xù)供給，與激光相互作用形成連續(xù)推力。

在激光燒蝕微推力器技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，美國(guó)人走在了世界前列。其中，最為突出的貢獻(xiàn)當(dāng)數(shù)Phipps小組，其研究歷時(shí)最久，成果也最具代表性，比較系統(tǒng)的驗(yàn)證了激光燒蝕微推力器技術(shù)的研究潛力及其應(yīng)用的可行性。國(guó)際上與Phipps小組合作的還有瑞士的Lippert小組[5]、美國(guó)的Sinko等人[6]，以及德國(guó)航空宇航中心(DLR)[7]。特別地，根據(jù)最近舉行的業(yè)內(nèi)權(quán)威國(guó)際束能會(huì)議情況來(lái)看，德國(guó)航空宇航中心非常重視激光燒蝕微推力器技術(shù)的研究，成立了專門的激光燒蝕推進(jìn)研究中心，激光燒蝕微推力器技術(shù)越來(lái)越受到國(guó)際同行的重視。

激光燒蝕微推力器的想法最先由美國(guó)人Claude Phipps于20世紀(jì)末提出，并在美國(guó)Techsat-21計(jì)劃支持下開展了激光燒蝕微推力器的研制工作。直至今日，Phipps小組的激光等離子體微推力器(micro-Laser Plasma Thruster,μLPT)的研究工作從未間斷過，分別經(jīng)歷了預(yù)樣機(jī)、桌面系統(tǒng)、原理樣機(jī)、毫米脈寬激光等離子體微推力器(msμLPT)、納秒脈寬激光等離子體微推力器(nsμLPT)，以及最近一直探討的新型激光動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的概念。從推進(jìn)性能的數(shù)據(jù)來(lái)看，如表1所示，Phipps小組提出的激光燒蝕微推力器性能有兩種主要的工作模式：低比沖大推力模式和高比沖小推力模式。2006年以前所研究的主要是采用半導(dǎo)體單管激光器作為能量源，以毫秒脈寬瓦量級(jí)功率激光注入，獲得的比沖通常較低，一般不高于200 s，沖量耦合系數(shù)較大，典型的在百微牛每瓦量級(jí)，最高可達(dá)2 000 μN(yùn)/W以上，即所謂的低比沖大推力模式。2006年以后提出的是一種以納秒脈寬峰值功率萬(wàn)瓦量級(jí)以上脈沖激光為能量源，獲得的比沖較高，通常在1 000 s以上，沖量耦合系數(shù)較低，通常在十微牛每瓦量級(jí)，一般不超過100 μN(yùn)/W，即所謂的高比沖小推力模式。這樣兩種工作模式的推力器性能，有較大差異，工程應(yīng)用完全不同。對(duì)于典型的空間推進(jìn)平臺(tái)而言，最大電功耗以1 000 W計(jì)算，復(fù)合激光器的能量轉(zhuǎn)換效率及能夠獲得的推力水平大推力模式可達(dá)1 N以上，小推力模式推力最大10 mN。沖量元范圍通常為10-6～10-5N·s(低比沖大推力模式)或10-9～10-8N·s(高比沖小推力模式)。因此，激光燒蝕微推力器是一種能夠至少提供μ N·s量級(jí)沖量元，高比沖模式下比沖可達(dá)1 000 s以上，大推力模式下平均推力最大可達(dá)1 N以上的電推力器。

表1 美國(guó)Phipps小組提出的兩種不同模式的激光燒蝕微推力器性能[8]Tab.1 Parameters of laser ablation micro-thrusterswith two different modes proposed byUS Phipps group[8]

2 典型的兩種工作模式

2.1 低比沖大推力模式

低比沖大推力模式通常以固體復(fù)合材料或聚合物工質(zhì)為推進(jìn)劑，毫秒脈寬激光器為能量源，采用透射式的工作方式，即激光燒蝕工質(zhì)所形成的噴射與入射激光在工質(zhì)靶帶的兩側(cè)[9]?？捎糜诳臻g平臺(tái)的毫秒脈寬的小型激光器，目前最為成熟的考慮是半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光器體積小、重量輕、電光轉(zhuǎn)換效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，是一種適合于激光燒蝕微推力器需求的激光能量源。半導(dǎo)體激光器出光可以是自由光或光纖耦合輸出，自由光半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量較差，通常需要光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行整形聚焦，才能形成較高的功率密度。光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器可以根據(jù)光纖輸出的數(shù)值孔徑設(shè)計(jì)聚焦系統(tǒng)，而且對(duì)于瓦量級(jí)的能量輸出而言，光纖的本身特性不會(huì)限制激光器能量的傳輸和廢熱的耗散。典型的激光燒蝕微推力器中以脈沖方式工作的半導(dǎo)體激光器性能參數(shù)如表2所示。

表2 半導(dǎo)體激光器性能參數(shù)

所謂的脈沖方式工作是以連續(xù)輸出的激光，通過斬寬方式實(shí)現(xiàn)的，典型的脈寬在毫秒量級(jí)，脈寬內(nèi)的峰值光功率與連續(xù)輸出時(shí)一致，總的平均出光功率通過工作頻率和脈寬來(lái)調(diào)節(jié)。對(duì)于脈寬來(lái)講，直接影響激光注入能量的大小，也就決定了沖量耦合的效率，根據(jù)文獻(xiàn)和現(xiàn)有研究情況來(lái)看，存在一個(gè)特定的脈寬對(duì)應(yīng)著沖量耦合的最優(yōu)值[10]，所需要設(shè)計(jì)的工況要綜合考慮脈寬所對(duì)應(yīng)的沖量耦合性能及所注入的能量大小，而一般設(shè)計(jì)工況都對(duì)應(yīng)在最優(yōu)沖量耦合條件附近，激光輸出的脈寬一般情況下是最優(yōu)耦合對(duì)應(yīng)的脈寬值。所以，半導(dǎo)體激光燒蝕微推力器的工作方式是通過改變工作頻率和激光輸出功率大小來(lái)實(shí)現(xiàn)推力調(diào)節(jié)的。目前，單管小型半導(dǎo)體激光器出光功率一般在5～10 W(典型的取5 W做估算)，對(duì)應(yīng)沖量耦合最優(yōu)的脈寬一般為2 ms，單脈沖能量10 mJ，以沖量耦合系數(shù)1000 μN(yùn)/W計(jì)算，工作頻率最高100 Hz(占空比0.2)，平均出光功率最高為1 W，平均推力最大可達(dá)1 mN。如果采用更大功率的激光器，平均光功率需要達(dá)到1 000 W，推力水平才能進(jìn)入牛量級(jí)。半導(dǎo)體激光器工作時(shí)，沒有最低頻率限制，理論上，平均推力沒有下限。在這種低比沖大推力模式下，毫秒脈寬激光燒蝕微推力器的性能估計(jì)參數(shù)如表3所示。

典型設(shè)計(jì)狀態(tài)下，半導(dǎo)體激光器出光功率選在5 W時(shí)，設(shè)計(jì)聚焦光斑面積在500 μm2以下，功率能夠達(dá)到106W/cm2以上，可以保證足夠的功率密度以實(shí)現(xiàn)高效的燒蝕；出光功率提高到10 W時(shí)，可以考慮聚光光斑面積為1 000 μm2，這也是一般情況下聚焦光斑面積設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。

表3 毫秒脈寬半導(dǎo)體激光燒蝕微推力器性能估計(jì)

2.2 高比沖小推力模式

高比沖小推力模式通常以金屬或含能工質(zhì)為推進(jìn)劑，納秒脈寬激光器為能量源，采用反射式的工作方式，即激光燒蝕工質(zhì)所形成的噴射與入射激光在工質(zhì)靶面的同側(cè)[9]。適合于空間推進(jìn)平臺(tái)的納秒脈寬激光器的選型，目前有三種方案：微片激光器、光纖激光器和YAG激光器，如表4所示。

表4 納秒脈寬激光器性能參數(shù)

對(duì)于微片激光器而言，單脈沖能量較小，整體激光器電功耗較小，適合微小空間平臺(tái)低功耗情況應(yīng)用。單脈沖激光能量不變，通過改變工作頻率，可以調(diào)節(jié)出光功率。這種情況下，沖量耦合特性不變，是一種沖量元一定，改變工作頻率調(diào)節(jié)推力的工作方式。單脈沖能量10 μJ，以沖量耦合系數(shù)100 μN(yùn)/W計(jì)算，工作頻率最高10 kHz情況下，平均光功率最高可達(dá)0.1 W，平均推力最大可達(dá)10 μN(yùn)；當(dāng)工作頻率下限1 Hz情況下，平均光功率最小為10 μW，對(duì)應(yīng)的最小平均推力為1 nN。

對(duì)于光纖激光器而言，單脈沖能量相對(duì)較大，整體電功耗可控，適合有一定推力要求的小型空間平臺(tái)推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用?？偟某龉夤β什蛔?，改變工作頻率，單脈沖能量隨之調(diào)節(jié)。這種情況下，沖量耦合特性會(huì)隨著脈沖能量的變化而改變，是一種光功率一定，改變工作頻率，調(diào)整沖量耦合特性來(lái)改變推力的工作方式?？偟某龉夤β?.5 W，此時(shí)沖量耦合系數(shù)以10～100 μN(yùn)/W估計(jì)，推力能夠獲得25～250 μN(yùn)的調(diào)節(jié)范圍。

對(duì)于YAG激光器而言，單脈沖能量最大，整體電功耗較高，適合高比沖的電推進(jìn)空間推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用。單脈沖脈沖能量不變，重復(fù)頻率不變，此時(shí)可通過調(diào)節(jié)激光聚焦程度，來(lái)實(shí)現(xiàn)脈沖沖量大小的調(diào)整，也即實(shí)現(xiàn)推力水平的變換?？偟某龉夤β逝c光纖激光器接近，沖量耦合系數(shù)以10～100 μN(yùn)/W估計(jì)，可獲得24～240 μN(yùn)的推力調(diào)節(jié)范圍，而單脈沖沖量則可達(dá)到10-6N·s量級(jí)。

納秒脈寬激光燒蝕微推力器的性能估計(jì)參數(shù)如表5所示。

表5 納秒脈寬激光燒蝕微推力器性能估計(jì)

特殊情況下，對(duì)于YAG激光器而言，采用液態(tài)聚合物類的含能工質(zhì)比沖能夠保持在500 s左右，沖量耦合系數(shù)則可提升至接近1 000 μN(yùn)/W，此時(shí)燒蝕效率達(dá)到250%(據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，此類極端情況下燒蝕效率可達(dá)360%[11])，其推力水平可達(dá)2.4 mN。而另外兩種激光器推力水平提升空間不大。

3 應(yīng)用前景

兩種不同的工作模式可應(yīng)用的空間任務(wù)不盡相同。對(duì)于低比沖大推力模式，推力可以達(dá)到數(shù)百毫牛至數(shù)牛，比沖可達(dá)200 s以上，適合于GEO衛(wèi)星、探測(cè)器等的慢速軌道轉(zhuǎn)移和機(jī)動(dòng)；高比沖小推力模式，比沖可以達(dá)到2 000 s以上，推力可進(jìn)入毫牛量級(jí)，適合于GEO衛(wèi)星、探測(cè)器等的軌道、姿態(tài)及位置保持等空間推進(jìn)任務(wù)。通常情況下，比沖與推力成反比。對(duì)于給定的飛行任務(wù)，通過調(diào)節(jié)推力，可以改變比沖。在低比沖大推力模式下可以提高航天器飛行加速度，使其短時(shí)間飛行狀態(tài)變化；而高比沖小推力模式，可適用于推進(jìn)劑消耗量有限的場(chǎng)合。可以通過比沖和推力的優(yōu)化，來(lái)適應(yīng)航天器飛行任務(wù)。

總結(jié)起來(lái)，激光燒蝕微推力器適用的空間推進(jìn)任務(wù)有如下幾個(gè)方面：

1)大推力模式下，推力調(diào)節(jié)范圍大，能夠以脈沖方式工作，推力控制精度高，能有效提高航天器的控制精度，增強(qiáng)航天器的機(jī)動(dòng)能力，與重復(fù)頻率調(diào)整相互配合，可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的軌道控制策略，使得完成相同的空間任務(wù)所需的推進(jìn)劑量最少。

2)高比沖模式下，脈沖沖量元小，沖量控制精度較高，推力水平能穩(wěn)定控制，可持續(xù)提供高精度脈沖沖量，以較低的電功耗，消耗較低的推進(jìn)劑質(zhì)量，完成軌道維持、位置保持、低軌道衛(wèi)星大氣阻力補(bǔ)償和各種擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)群教烊蝿?wù)。

3)提供亞微牛秒級(jí)精準(zhǔn)脈沖沖量的應(yīng)用場(chǎng)所。脈沖沖量可實(shí)現(xiàn)2個(gè)量級(jí)的大動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，重復(fù)頻率可做最高到kHz量級(jí)的大幅度調(diào)整，能夠?yàn)橹亓?chǎng)測(cè)量衛(wèi)星及微小衛(wèi)星星座和編隊(duì)飛行提供精確沖量控制。

另外，激光燒蝕微推力器還具有推進(jìn)劑無(wú)毒、性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、死重較低、功能豐富，以及成本低廉等顯著特點(diǎn)。激光推力器預(yù)期能夠勝任的空間任務(wù)列表如表6所示。

表6 激光燒蝕微推力器預(yù)期能夠應(yīng)用的航天任務(wù)

4 結(jié)束語(yǔ)

通過回顧和總結(jié)激光燒蝕微推力器研究歷程，提出兩種激光燒蝕微推力器工作模式，并對(duì)其性能進(jìn)行估計(jì)和對(duì)比，并結(jié)合可能應(yīng)用的航天任務(wù)分析可知：對(duì)于低比沖大推力模式，應(yīng)盡可能提高激光器性能，實(shí)現(xiàn)更高集成度，更低的電功消耗，盡可能提高平均出光功率，向所估計(jì)的極限狀態(tài)1 000 W電功率出牛量級(jí)推力努力；對(duì)于高比沖小推力模式，應(yīng)盡可能改善工質(zhì)推進(jìn)劑性能，進(jìn)而改進(jìn)推進(jìn)性能，盡可能提高沖量耦合系數(shù)，向所估計(jì)的極限狀態(tài)1 000 μN(yùn)/W的沖量耦合系數(shù)努力，使其高比沖模式下推力水平能夠進(jìn)入毫牛量級(jí)。針對(duì)目前的實(shí)際水平，在微小衛(wèi)星等低功耗小型化的應(yīng)用場(chǎng)合中是非?？赡軐?shí)現(xiàn)應(yīng)用的。此時(shí)，激光燒蝕微推力器需要提供至少200 s以上的比沖，最小沖量元需達(dá)0.1 μN(yùn)·s以下，如果需要推力水平盡可能高的情況，則要能夠提供的推力在百微牛量級(jí)。

具有高低比沖不同的兩種工作模式的激光燒蝕微推力器，其特點(diǎn)綜合了雙模式推進(jìn)技術(shù)、電推進(jìn)技術(shù)和束能新概念推進(jìn)技術(shù)多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且僅需要最高百瓦量級(jí)以下的空間平臺(tái)電能，即能獲得一個(gè)量級(jí)的比沖變化和跨三個(gè)量級(jí)的推力動(dòng)態(tài)范圍，既具有傳統(tǒng)化學(xué)、冷氣推力器的大推力特點(diǎn)，又具有電推進(jìn)系統(tǒng)高比沖的特點(diǎn)，同時(shí)能夠提供最小可低于0.1μN(yùn)·s的高精度脈沖沖量，可以應(yīng)用于大推力、短時(shí)間獲得速度增量的航天器變軌相關(guān)任務(wù)，也可以用于高比沖、長(zhǎng)時(shí)間以較小消耗進(jìn)行航天器巡航飛行階段的維持和保持任務(wù)，并且還能夠提供微小的精準(zhǔn)脈沖沖量，滿足大型空間平臺(tái)高精度、高穩(wěn)定性的控制需求。

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Discussion on two kinds of working modes of laser ablation micro-thruster

YE Jifei，LI Nanlei，CHANG Hao

(State Key Laboratory of Laser Propulsion & Application，Academy of Equipment，Beijing 101416，China)

The laser ablation micro-thruster technology is one of the most promising technologies to realize the engineering application of laser propulsion technology.As a new kind of electric propulsion thruster technology in the field of space propulsion，it has high degree of system integration，low power consumption，precision impulse element and other characteristics，forms a vivid feature in the aspects of propulsion performance and system integration，and possesses a potential application value for a variety of space missions.In this paper，the development trend of laser ablation micro-thruster technology is summarized by taking development history of laser ablation micro-thruster as the background，two working modes of the laser ablation micro-thruster，which have highest research value at present，are put forward，and the performances of the two working modes with high specific impulse and low specific impulse are analyzed respectively.Application prospect of the laser ablation micro-thruster is prospected.Finally，some suggestions for further research are given.

laser propulsion; thruster; impulse coupling; laser ablation micro-thruster

V439-34

A

1672-9374(2017)05-0007-07

2016-11-07；

2017-02-20

國(guó)家自然科學(xué)基金(11602304)

葉繼飛(1981—)，男，博士，副研究員，研究領(lǐng)域?yàn)榧す馔七M(jìn)技術(shù)

(編輯：陳紅霞)