对航天器来说,姿轨控系统被称为 " 太空方向盘 ",在飞行中发挥着非常关键的作用。
今年 6 月 14 日,我国成功发射了张衡一号 02 星,这也是最后一颗搭载 CAST2000 平台姿轨控系统 1.0 版本的卫星,正在轨稳定运行。
至此,CAST2000 平台姿轨控系统的 "1.0 时代 " 圆满收官,正全面迈向 "2.0 时代 "!
委内瑞拉遥感卫星二号示意图
CAST2000 平台姿轨控系统自 2000 年启动研制,历经技术迭代与创新,圆满完成了我国 30 余颗卫星的太空探索任务。
这些卫星不仅有高分辨率对地观测卫星、海洋水色观测卫星等重要型号,还包括张衡一号、委内瑞拉遥感卫星一号和二号等国际业务卫星,为我国小卫星技术的跨越式发展奠定了坚实基础。
1995 年,我国小卫星控制系统普遍存在精度不足、稳定性欠佳的问题,成为性能瓶颈。
航天科技集团五院 502 所历时 5 年,提出了 CAST2000 平台姿轨控系统的最初构想,要为小卫星打造一套有 " 智慧大脑+精准四肢 " 的控制系统。
2000 年,系统研制工作正式启动。
2004 年,作为 CAST2000 平台首发星的试验卫星二号成功发射。
试验卫星二号的姿轨控系统首次采用 " 星敏感器+陀螺 " 的组合,其中星敏感器能通过识别恒星确定方位,陀螺可以实时感知姿态变化,让卫星定姿精度达到前所未有的水平。
在控制上,卫星采用 " 整星零动量+三轴轮控 " 的方式,通过 3 个方向的动量轮实时调整姿态,控制稳定度较上一代提升一个数量级。
为了让卫星更精准地调整轨道和姿态,确保其在太空中长期稳定运行,团队还为它配备了单组元推进系统。
2009 年," 智慧大脑 " 控制计算机换上了更快的处理器,系统运算能力提升 30%。
2011 年,首次在小卫星上采用了长寿命二浮陀螺,将平台寿命从 3 年延长至 5 年。
高分一号作为国家高分辨率对地观测系统重大专项的首发星,2013 年 4 月发射以来,仍在轨稳定运行,充分证明了我国在高精度姿态控制技术等多个关键技术领域的能力。
张衡一号卫星示意图
CAST2000 平台姿轨控系统 2.0 版本堪称 " 脱胎换骨 ":
采用模块化设计,系统组装更加便捷,可快速适配不同任务需求;
核心产品减重 40%,提升了发射效率;
运算处理能力提升 3 倍,能支持更复杂的算法,使姿态测量与控制更加精准高效。
自天绘六号 A/B 星 2023 年 3 月 10 日成功入轨以来,基于 CAST2000 平台姿轨控系统 2.0 版本研制的卫星已有 9 颗成功在轨飞行,服务于国土资源普查、电磁环境探测、地理信息测绘等领域。
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