我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星由中國航天科技集團(tuán)八院抓總研制。衛(wèi)星總指揮陳建新告訴記者，該衛(wèi)星將實現(xiàn)國際首次全日面Hα波段光譜成像觀測，并首次在軌應(yīng)用磁浮控制，實現(xiàn)衛(wèi)星超高指向精度、超高穩(wěn)定度。太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星的成功發(fā)射對我國空間科學(xué)探測及衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

國際首次實現(xiàn)空間太陽Hα波段光譜成像探測

太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星運(yùn)行于軌道高度為517km的晨昏太陽同步軌道。衛(wèi)星主要科學(xué)載荷為太陽空間望遠(yuǎn)鏡，國際首次實現(xiàn)空間太陽Hα波段的光譜成像探測。

據(jù)了解，Hα是研究太陽活動在光球和色球響應(yīng)時最好的譜線之一，通過對該譜線的數(shù)據(jù)分析，可獲得太陽爆發(fā)時的大氣溫度、速度等物理量的變化，研究太陽爆發(fā)的動力學(xué)過程和物理機(jī)制。

“太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星空間太陽Hα波段的光譜成像探測可一次實現(xiàn)三大科學(xué)目標(biāo)。”衛(wèi)星總設(shè)計師程衛(wèi)強(qiáng)告訴記者，一是觀測太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射的光球及色球表現(xiàn)，揭示太陽爆發(fā)的源區(qū)動態(tài)特性和觸發(fā)機(jī)制；二是觀測太陽暗條形成和演化過程的色球表現(xiàn)，揭示其與太陽爆發(fā)的內(nèi)在聯(lián)系；三是獲取全日面Hα波段多普勒速度分布，研究太陽低層大氣動力學(xué)過程，為解決“太陽爆發(fā)由里及表能量傳輸全過程物理模型”等科學(xué)問題提供重要支撐，顯著提高我國在太陽物理領(lǐng)域的國際影響力。

首次在軌應(yīng)用磁浮控制，實現(xiàn)衛(wèi)星超高指向精度、超高穩(wěn)定度

傳統(tǒng)衛(wèi)星采用平臺艙和載荷艙固連的設(shè)計，因此平臺艙活動部件振動不可避免會傳遞至載荷，造成觀測質(zhì)量下降。針對當(dāng)前平臺微振動直接影響載荷的瓶頸，太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星在國際上首次采用“動靜隔離非接觸”總體設(shè)計，將平臺艙與載荷艙物理隔離，并將飛輪、太陽帆板等微振動源集中于平臺艙、太陽Hα光譜儀放置于載荷艙，采用磁浮控制技術(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)兩者物理非接觸隔離。

“這不僅阻斷了平臺艙微振動的傳遞路徑，同時解決了平臺艙熱變形對載荷艙影響，使載荷控制精度和穩(wěn)定度提升兩個數(shù)量級以上?！标惤ㄐ抡f。

采用“動靜隔離非接觸”總體設(shè)計方法后，太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星將載荷艙和平臺艙分成了互不連接的兩部分，又產(chǎn)生了兩艙如何協(xié)同控制的問題。

“我們在國際上首次提出‘載荷艙主動控制、平臺艙從動控制’的主從協(xié)同控制解耦新方法，解決兩艙姿態(tài)和位置動力學(xué)耦合問題，實時、動態(tài)地將姿控力和位置控制力分配至對應(yīng)的大帶寬超高精度磁浮作動器，實現(xiàn)了兩艙的穩(wěn)定控制?！背绦l(wèi)強(qiáng)說。

無線充電、高速通信，兩艙間能源與信息可靠傳輸

因兩艙之間完全隔離，太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星的載荷艙和平臺艙無法通過電纜傳輸能源和信息。為此，衛(wèi)星采用無線能源傳輸系統(tǒng)，把平臺艙的能量源源不斷地傳輸至載荷艙，滿足載荷艙在整個壽命期間、各種工作模式下的能源需求。

雙超衛(wèi)星平臺首次在軌飛行獲得的第一手飛行試驗數(shù)據(jù)將大大降低雙超控制技術(shù)后續(xù)應(yīng)用風(fēng)險，為雙超平臺系列化發(fā)展奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。據(jù)了解，雙超平臺技術(shù)還將在高分辨率對地詳查、大比例尺立體測繪、太陽立體探測、系外行星發(fā)現(xiàn)等新一代航天任務(wù)中進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用，推動我國空間科學(xué)領(lǐng)域、航天技術(shù)領(lǐng)域跨越式發(fā)展。

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