成了!精致高分试验卫星——用于中国太阳探测卫星

据中国航天报报道:11月3日,长征四号乙火箭成功发射了高分七号卫星,少有人注意到,任务中有颗搭载星一同入轨——精致高分试验卫星。这颗卫星的使命是验证首次上天的“双超”卫星平台。所谓“双超”即“超高指向精度”“超高稳定度”,有了这个平台,遥感卫星的载荷(也就是相机)在太空拍照时将会更稳、更准。

精致高分试验卫星——用于中国太阳探测卫星精致高分试验卫星

12月3日,从卫星研制方中国航天科技集团八院509所传来消息:经过在轨测试,“双超”卫星平台载荷的指向精度和稳定度实现了优于0.003度/秒和0.0003度/秒的超高水平,标志着该项新技术验证取得圆满成功。一个仅电烤箱大小、发射重量仅60公斤的小卫星实现了巨大突破:较同尺寸卫星载荷,指向精度和稳定度提高了近100倍,数量级的提升!

随着我国由航天大国向航天强国迈进,高精度空间探测、高分辨率对地遥感等领域也提出了更高要求,这些航天活动需要指向精度、稳定度更高的卫星平台。

目前在传统遥感卫星上,平台和载荷(相机)固连,卫星平台产生的微振动直接影响了载荷的姿态控制精度。遥感卫星身在距离地面几百、几千乃至几万公里高的太空,差之毫厘,谬以千里,一次微小的振动,都会导致相机拍摄的照片质量大大下降。但长期以来,载荷控制精度这一指标一直难以实现数量级的提升。

针对该难题,509所在国家重点研发项目支持下,提出并实现了动静隔离非接触总体设计新方法及主从协同全解耦控制新技术,阻断了平台舱微振动传递到载荷舱的路径,实现了载荷舱姿态的精密控制,大幅提高了卫星载荷的控制精度与稳定度。

此次发射的精致高分试验卫星,就是为了在太空验证这些新技术。

精致高分试验卫星重60公斤,配置有小型光学遥感相机、高精度磁浮控制组件。通过查看相机拍摄的照片质量,便可以验证高精度磁浮控制组件是否发挥了预期作用。

高精度磁浮控制组件是让相机拍照更稳、更准的关键所在。相当于利用磁浮技术,将平台和载荷进行了物理隔离,切断了振动路径。载荷在电磁力的作用下稳稳地悬浮在卫星中,不与卫星产生任何实质性的接触,卫星的微振动不再对星上载荷的稳定性产生影响。就像磁悬浮列车,车轮与轨道隔离开了,自然会使振动传导大大减少。

“相比同等惯量的卫星,精致高分试验卫星的指向精度与稳定度两项核心技术指标均实现了两个数量级的提升。”509所卫星主任设计师陈晓介绍。

为什么以前很难实现数量级的提升,这次却可以?答案是这次隔离得更彻底。打个不太恰当的比方,房间里有个闹钟,很吵,以前解决方法是拿被子捂住,现在的解决方法是把它拿到另外一个房间,降噪效果自然大大提升。

精致高分试验卫星——用于中国太阳探测卫星

有了它,自拍再也不担心手抖啦!

通常情况下,面对相同程度的干扰,越重越大的平台所受的影响往往越弱越小,比如湖水中的一点波漾可能会让纸质小船飘飘荡荡,但对于停在湖中的一艘轮船却不会产生什么显著影响。

同样的道理,此次,仅60公斤的精致高分试验卫星指向精度与稳定度都能够提升100倍以上,那么理论上,未来采用该平台设计的重达几吨、一间屋子大小的大卫星载荷指向精度和稳定度将会更稳、更准、效果更好。

精致高分试验卫星——用于中国太阳探测卫星——卫星试验队卫星试验队

这么一件好东西,未来会用到哪里?

无限可能。

精致高分试验卫星将为新型超精超稳卫星平台的推广应用积累宝贵数据,进而为国家亟待立项的背景型号提供平台能力支撑。卫星平台关键新技术通用性强,后续,有望在我国新一代高分辨率对地遥感、高精度空间科学探测等对遥感图像有更高性能要求的航天任务中应用。

可盼的是,“双超”平台有望在不久后,用在我国太阳探测卫星上。

此前,南京大学新闻网发布文章,中国航天科技集团有限公司和教育部在北京联合组织召开太阳探测双超平台技术试验卫星工程立项综合论证评审会。与会专家组听取了《太阳探测双超平台技术试验卫星工程立项综合论证报告》,经深入讨论形成一致评审意见:研制并发射超高指向精度、超高稳定度卫星平台的首颗验证卫星,对推动高精度空间科学观测具有重要意义,该项目将在国际上首次实现空间太阳Hα波段的光谱成像探测。

精致高分试验卫星——用于中国太阳探测卫星

文章提到,“太阳探测双超平台技术试验卫星”由航天八院509所、南京大学、长春光机所、航天九院十三所等单位联合研发。卫星主要科学载荷为“太阳Hα空间望远镜”。

今年9月,在第八届航天技术创新国际会议上,航天科技集团八院教授孟光透露,八院和南京大学的团队将用Hα谱段来对太阳的色球层、光球层以及它的日冕的抛射物质等进行探测,这是国际上的第一次探测。

“我们正在研制用于太阳探测的科学技术试验卫星,有望于未来2-3年内发射,帮助科学家观察太阳爆发源区动态特性,揭示其触发机制,努力形成中国科学家主导的重大原创性科研成果。”孟光说。

如今,“双超”平台首次验证圆满成功,太阳探测双超平台技术试验卫星也就不远了。

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