「羲和」探日!細數我國首顆探日衛星「黑科技」

原標題:「羲和」探日!細數中國首顆探日衛星「黑科技」 來源:新華每日電訊

「羲和」探日!10月14日,搭載著中國首顆太陽探測科學技術試驗衛星「羲和號」的長征二號丁火箭,在太原衛星發射中心成功發射,中國正式步入「探日」時代。

「羲和號」由中國航天科技集團八院抓總研製。14日,在滬召開的第九屆航天技術創新國際會議上,中國航天科技集團八院科技委常務副主任陳傑詳細介紹了衛星上的「黑科技」。

「雙超」衛星平台

據陳傑介紹,「羲和號」整星重量510千克,運行於軌道高度為517公里的晨昏太陽同步軌道。衛星主要科學載荷為太陽空間望遠鏡,將在國際首次實現空間太陽Hα波段的光譜成像探測。通過對該譜線的數據分析,可獲得太陽爆發時的大氣溫度、速度等物理量的變化,研究太陽爆發的動力學過程和物理機制。

為確保太陽空間望遠鏡在太空平穩、精確觀測,「羲和號」採用了全新構型。太陽空間望遠鏡被安裝在專門的載荷艙中,載荷艙與平台艙間採用了「動靜隔離非接觸」總體設計新方法,完全進行物理隔離,以阻斷平台艙微振動傳遞路徑。

「羲和號」首次在軌應用磁浮控制,採用高精度、大帶寬、自身無干擾的「磁浮作動器」,作為載荷艙的執行機構,從而使載荷艙超高指向精度、超高穩定度控制的性能得以實現。通過「載荷艙主動控制、平台艙從動控制」新方法,使衛星實現姿態指向精度、姿態穩定度,比國內現有能力提升1-2個數量級。

由於太陽空間望遠鏡設計了很多觀測方式,有時需要對太陽進行平場定標,即需要控制衛星姿態依次指向太陽圓盤的九個不同區域;有時需要控制衛星姿態對太陽進行連續的擺掃觀測;有時需要對衛星進行暗場定標,即控制衛星姿態指向空間特定區域;而在兩艙解鎖時,還需要平台艙跟隨載荷艙實現相對姿態控制。針對這些不同需求,平台艙也設計了5種不同的指向模式,可及時響應和切換。

陳傑表示,作為中國新一代衛星平台,超高指向精度、超高穩定性的「雙超」衛星平台,可大幅提升中國衛星平台的指向精度與穩定度,達到國際先進水平。未來,「雙超」衛星平台技術還將在高解析度對地詳查、大比例尺立體測繪、太陽立體探測、系外行星發現等新一代航天任務中進行廣泛推廣應用。

無線能源傳輸

作為中國首位太陽專屬「攝像師」,「羲和號」載荷艙和平台艙完全物理隔離,確保了載荷艙不受衛星平台擾動的影響,具備了完美的「防抖」功能,但問題也隨之而來。

載荷艙和平台艙處於非接觸狀態,傳統的供電方式無法滿足能源傳輸需求。衛星在軌運行過程中,如何解決載荷艙的能源獲取問題?又該怎樣實現整星的能源分配呢?

八院811所研製團隊深入研究國內外相關先進技術,提出「磁感應耦合式」無線能量傳輸技術,首次在衛星上實現大功率、高可靠、高效無線能源傳輸技術的應用;首次將能源採集、能源儲存、能源控制管理及二次配電實現了智能化和一體化設計。從能量輸入到輸出,整個鏈路的綜合轉換效率達到80%以上;在磁場耦合部分,磁傳輸效率更是達到了95%以上,實現了高效低熱耗的能量傳輸。

空間激光通信

由於「羲和號」的載荷艙和平台艙之間完全隔離,也無法通過電纜傳輸能源和信息。為此,衛星採用激光通信和微波通信兩種「互為備份」的無線通信方式,在兩艙之間架起了5G高速通信通道。

「羲和號」上還有一位「新面孔」——艙間高速激光通信單機。該設備由八院802所激光中心團隊研製,負責艙間數據傳輸任務,這也是國內首個接入衛星平台的艙間無纜化激光數傳設備,按計劃將在軌工作三年。

「羲和號」將對太陽進行高解析度的光譜成像,屆時會產生巨大的科學數據。激光通信子系統具備高速的激光傳輸介面,可以提高科學載荷數據傳輸速率,將星內數傳帶寬大大提高,為載荷的高清成像數據積累提供了有效保障。

此外,八院電子所負責的綜合電子分系統平台艙管理單元和載荷艙14台產品,為整星提供對地測控、數傳及星務管理等功能,也是「羲和號」上不可或缺的「黑科技」。

【如果您有新聞線索,歡迎向我們報料,一經採納有費用酬謝。報料微信關注:ihxdsb,報料QQ:3386405712】

台灣疫情資訊

台灣疫苗接種

相關熱門