我国首颗探日卫星有哪些黑科技
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我国首颗探日卫星有哪些黑科技,此次成功发射的“羲和号”卫星,是一颗太阳探测科学技术试验卫星,运行于距离地面517公里的太阳同步轨道,我国首颗探日卫星有哪些黑科技。
我国首颗探日卫星有哪些黑科技1
“羲和”探日!10月14日,搭载着我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”的长征二号丁火箭,在太原卫星发射中心成功发射,我国正式步入“探日”时代。
“羲和号”由中国航天科技集团八院抓总研制。14日,在沪召开的第九届航天技术创新国际会议上,中国航天科技集团八院科技委常务副主任陈杰详细介绍了卫星上的“黑科技”。
“双超”卫星平台
据陈杰介绍,“羲和号”整星重量510千克,运行于轨道高度为517公里的晨昏太阳同步轨道。卫星主要科学载荷为太阳空间望远镜,将在国际首次实现空间太阳Hα波段的光谱成像探测。通过对该谱线的数据分析,可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化,研究太阳爆发的动力学过程和物理机制。
为确保太阳空间望远镜在太空平稳、精确观测,“羲和号”采用了全新构型。太阳空间望远镜被安装在专门的载荷舱中,载荷舱与平台舱间采用了“动静隔离非接触”总体设计新方法,完全进行物理隔离,以阻断平台舱微振动传递路径。
“羲和号”首次在轨应用磁浮控制,采用高精度、大带宽、自身无干扰的“磁浮作动器”,作为载荷舱的执行机构,从而使载荷舱超高指向精度、超高稳定度控制的性能得以实现。通过“载荷舱主动控制、平台舱从动控制”新方法,使卫星实现姿态指向精度、姿态稳定度,比国内现有能力提升1-2个数量级。
由于太阳空间望远镜设计了很多观测方式,有时需要对太阳进行平场定标,即需要控制卫星姿态依次指向太阳圆盘的九个不同区域;有时需要控制卫星姿态对太阳进行连续的摆扫观测;有时需要对卫星进行暗场定标,即控制卫星姿态指向空间特定区域;而在两舱解锁时,还需要平台舱跟随载荷舱实现相对姿态控制。针对这些不同需求,平台舱也设计了5种不同的指向模式,可及时响应和切换。
陈杰表示,作为我国新一代卫星平台,超高指向精度、超高稳定性的“双超”卫星平台,可大幅提升我国卫星平台的指向精度与稳定度,达到国际先进水平。未来,“双超”卫星平台技术还将在高分辨率对地详查、大比例尺立体测绘、太阳立体探测、系外行星发现等新一代航天任务中进行广泛推广应用。
无线能源传输
作为我国首位太阳专属“摄像师”,“羲和号”载荷舱和平台舱完全物理隔离,确保了载荷舱不受卫星平台扰动的影响,具备了完美的“防抖”功能,但问题也随之而来。
载荷舱和平台舱处于非接触状态,传统的供电方式无法满足能源传输需求。卫星在轨运行过程中,如何解决载荷舱的能源获取问题?又该怎样实现整星的能源分配呢?
八院811所研制团队深入研究国内外相关先进技术,提出“磁感应耦合式”无线能量传输技术,首次在卫星上实现大功率、高可靠、高效无线能源传输技术的应用;首次将能源采集、能源储存、能源控制管理及二次配电实现了智能化和一体化设计。从能量输入到输出,整个链路的综合转换效率达到80%以上;在磁场耦合部分,磁传输效率更是达到了95%以上,实现了高效低热耗的能量传输。
空间激光通信
由于“羲和号”的载荷舱和平台舱之间完全隔离,也无法通过电缆传输能源和信息。为此,卫星采用激光通信和微波通信两种“互为备份”的无线通信方式,在两舱之间架起了5G高速通信通道。
“羲和号”上还有一位“新面孔”——舱间高速激光通信单机。该设备由八院802所激光中心团队研制,负责舱间数据传输任务,这也是国内首个接入卫星平台的舱间无缆化激光数传设备,按计划将在轨工作三年。
“羲和号”将对太阳进行高分辨率的光谱成像,届时会产生巨大的科学数据。激光通信子系统具备高速的激光传输接口,可以提高科学载荷数据传输速率,将星内数传带宽大大提高,为载荷的高清成像数据积累提供了有效保障。
此外,八院电子所负责的综合电子分系统平台舱管理单元和载荷舱14台产品,为整星提供对地测控、数传及星务管理等功能,也是“羲和号”上不可或缺的“黑科技”。
我国首颗探日卫星有哪些黑科技2
记者从国家航天局获悉,14日18时51分,我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭,成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。
该星将有力提高我国在太阳物理领域研究能力,对我国空间科学探测及卫星技术发展具有重要意义。此次成功发射的“羲和号”卫星,实现了我国太阳探测 零的突破,标志着我国正式步入空间“探日”时代。
此次成功发射的“羲和号”卫星,是一颗太阳探测科学技术试验卫星,运行于距离地面517公里的太阳同步轨道,在这个轨道上,卫星能够24小时连续的对太阳进行观测。“羲和号”卫星将实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白。
国家航天局高分辨率对地观测重大专项工程总设计师 赵坚:太阳Hα谱线是太阳爆发时响应最强的一个色球谱线,此前,只能在地球上进行探测,因受大气干扰,探测数据不连贯不稳定。现在我们能通过“羲和号”卫星对太阳的Hα谱线进行探测,对其进行高分辨率成像,对于研究太阳的`结构、对于研究太阳活动的机理具有特别重大的科学意义。
“羲和号”卫星在轨运行期间,将观测太阳耀斑和日冕活动,探究太阳爆发的动态特性和触发机制,还将研究太阳低层大气动力学过程,为解决“太阳爆发由里及表能量传输全过程物理模型”等科学问题提供重要支撑。
国家航天局高分辨率对地观测重大专项工程总设计师 赵坚:“羲和”号卫星在轨开展的相关试验,也是国际上第一次在太空进行Hα谱线研究,有望获得国际影响力的科学产出,将显著提高我国在太阳探测领域的国际影响力。
我国已制定“羲和”和“夸父”两个太阳探测计划
太阳为地球带来了光明与能量,我们人类也在通过各种方式对其进行观测和研究。此次发射的“羲和号”卫星,实现了我国空间太阳探测的破冰之旅。
据了解,我国后续的空间“探日”规划也正在推进实施。我国目前已经制定了“羲和”和“夸父”两个太阳探测计划。
太阳对地球演化和人类文明发展的作用不可或缺。同时,太阳对地球的影响也是无所不在,主要体现在太阳爆发产生大量带电高能粒子,对地球电磁环境造成严重破坏,其中尤以太阳黑子、耀斑和日冕活动对地球电磁环境影响最为显著。探测和研究太阳活动,提出应对措施,可以降低或规避对地球的不利影响。
国家航天局高分辨率对地观测重大专项工程总设计师 赵坚:太阳的活动具有周期性,大约是11年一个周期,2021年至2022年是人类有纪录以来第25个太阳活动周期的开始,新一轮太阳探测的热潮将形成。我国作为一个航天大国,在太阳探测领域开展具有创新意义的探测活动,十分必要,在太阳探测领域我们不能缺席。
据了解,我国目前已经制定了“羲和”和“夸父”两个太阳探测计划。此次发射的“羲和号”卫星实现了我国空间太阳探测破冰之旅。而计划于明年发射的“夸父号”则是一颗先进的太阳天文台卫星,将对太阳进行科学观测。此外,我国后续太阳探测发展计划也正在论证中。
国家航天局高分辨率对地观测重大专项工程总设计师 赵坚:科学家们希望按照在黄道面内多视角探测,还有大倾角得太阳极区的探测以及对太阳进行抵近观测,按照这“三步走”实施,由易到难,逐步深入,进一步扩大我们对太阳的了解,确定太阳活动的规律,掌握相关的机理,预报太阳空间天气,造福人类。
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