2020年8月6日12時01分,清華大學航天航空學院的重力與大氣科學衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這是我國首個專用于重力與大氣科學測量的衛(wèi)星,其主要目標是進行低軌大氣密度和重力場聯(lián)合探測。
“外層空間并不是絕對真空,仍然殘余極其稀薄的大氣。對其密度進行測量,有助于航天器的精密定軌和空間碎片的精確跟蹤與預報。”重力與大氣科學衛(wèi)星團隊負責人王兆魁說。
重力與大氣科學衛(wèi)星肩負著科學探索與技術驗證兩大重任。衛(wèi)星可獲取厘米級精密定軌數(shù)據(jù),實現(xiàn)高精度大氣密度與重力場測量,建立我國自主的空間力學環(huán)境模型。同時,這次任務也將在軌驗證我國重力衛(wèi)星技術數(shù)十年來的理論研究成果。
衛(wèi)星采用純球形的新穎構型,可以保證大氣阻力與衛(wèi)星姿態(tài)無關,從大大提高大氣密度測量的精度。為保證衛(wèi)星供電充足,團隊設計了球面太陽電池陣列,并攻克了小曲率球面貼裝工藝的難題。
為了解決發(fā)射飛行過程中球形衛(wèi)星鎖緊、釋放的可靠性問題,團隊自主研發(fā)了電磁型點式分離機構,這種分離機構具有微沖擊、無污染、可地面重復使用的優(yōu)點,是飛行器在鎖緊釋放技術領域的重要突破。
衛(wèi)星的電源系統(tǒng)采用了基于商用器件的石墨烯電池電源,可瞬間釋放大電流,溫度適應性好,循環(huán)壽命長,放電深度高,滿足電磁分離機構的供電需求。
衛(wèi)星攜帶基于商用器件的星載高動態(tài)雙頻GNSS接收機作為任務載荷,可以支持導航、精密定軌以及差分定位等多項功能。
此外,衛(wèi)星還具備在軌智能處理能力,可基于嵌入式GPU實現(xiàn)在軌智能任務規(guī)劃與姿軌計算。這一技術與全景相機的結合,為航天科學教育和提升“公眾理解航天”開辟了新的平臺。
多名博士生、碩士生和本科生參加了這顆衛(wèi)星的研制。衛(wèi)星任務在軌開展,將提升我國空間目標跟蹤與預報能力,推動衛(wèi)星重力測量技術發(fā)展,加速自主高層大氣模型的建立。
關鍵詞: 清華大學
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