歷經25年 中國的「太空方向盤」進入2.0時代!

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對太空飛行器來說,姿軌控系統被稱為「太空方向盤」,在飛行中發揮著非常關鍵的作用。

今年6月14日,我國成功發射了張衡一號02星,這也是最後一顆搭載CAST2000平台姿軌控系統1.0版本的衛星,正在軌穩定運行。

至此,CAST2000平台姿軌控系統的「1.0時代」圓滿收官,正全面邁向「2.0時代」!

委內瑞拉遙感衛星二號示意圖

CAST2000平台姿軌控系統自2000年啟動研製,歷經技術疊代與創新,圓滿完成了我國30餘顆衛星的太空探索任務。

這些衛星不僅有高解析度對地觀測衛星、海洋水色觀測衛星等重要型號,還包括張衡一號、委內瑞拉遙感衛星一號和二號等國際業務衛星,為我國小衛星技術的跨越式發展奠定了堅實基礎。

1995年,我國小衛星控制系統普遍存在精度不足、穩定性欠佳的問題,成為性能瓶頸。

航天科技集團五院502所歷時5年,提出了CAST2000平台姿軌控系統的最初構想,要為小衛星打造一套有「智慧大腦+精準四肢」的控制系統。

2000年,系統研製工作正式啟動。

2004年,作為CAST2000平台首發星的試驗衛星二號成功發射。

試驗衛星二號的姿軌控系統首次採用「星敏感器+陀螺」的組合,其中星敏感器能通過識別恆星確定方位,陀螺可以實時感知姿態變化,讓衛星定姿精度達到前所未有的水平。

在控制上,衛星採用「整星零動量+三軸輪控」的方式,通過3個方向的動量輪實時調整姿態,控制穩定度較上一代提升一個數量級。

為了讓衛星更精準地調整軌道和姿態,確保其在太空中長期穩定運行,團隊還為它配備了單組元推進系統。

2009年,「智慧大腦」控制計算機換上了更快的處理器,系統運算能力提升30%。

2011年,首次在小衛星上採用了長壽命二浮陀螺,將平台壽命從3年延長至5年。

高分一號作為國家高解析度對地觀測系統重大專項的首發星,2013年4月發射以來,仍在軌穩定運行,充分證明了我國在高精度姿態控制技術等多個關鍵技術領域的能力。

張衡一號衛星示意圖

CAST2000平台姿軌控系統2.0版本堪稱「脫胎換骨」:

採用模塊化設計,系統組裝更加便捷,可快速適配不同任務需求;

核心產品減重40%,提升了發射效率;

運算處理能力提升3倍,能支持更複雜的算法,使姿態測量與控制更加精準高效。

自天繪六號A/B星2023年3月10日成功入軌以來,基於CAST2000平台姿軌控系統2.0版本研製的衛星已有9顆成功在軌飛行,服務於國土資源普查、電磁環境探測、地理信息測繪等領域。


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