我國(guó)完成無(wú)拖曳控制技術(shù)飛行驗(yàn)證
記者18日從中國(guó)航天科技集團(tuán)五院502所獲悉,根據(jù)最新試驗(yàn)結(jié)果分析,天琴一號(hào)衛(wèi)星已經(jīng)成功完成無(wú)拖曳控制飛行驗(yàn)證。據(jù)悉,從飛行數(shù)據(jù)來(lái)看,在加速度模式下,實(shí)施無(wú)拖曳控制后“天琴一號(hào)”衛(wèi)星外部干擾力對(duì)加速度的影響,降到了重力加速度的四億分之一以下,優(yōu)于歐空局“GOCE”衛(wèi)星的三億分之一,比打哈欠給人帶來(lái)的加速度還要小得多;
天琴一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射。鄭逃逃 攝 在位移模式下,實(shí)施無(wú)拖曳控制后,外部干擾力對(duì)衛(wèi)星與內(nèi)部慣性基準(zhǔn)之間相對(duì)距離的影響,控制在30納米以內(nèi),相當(dāng)于成人頭發(fā)絲直徑的四千分之一,優(yōu)于國(guó)際著名“LISA探路者”衛(wèi)星的40納米。天琴一號(hào)衛(wèi)星已實(shí)現(xiàn)了飛行試驗(yàn)星任務(wù)目標(biāo),相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 據(jù)介紹,無(wú)拖曳控制是指抵消除引力外所有干擾衛(wèi)星的力,包括太陽(yáng)光壓力、大氣阻力等,確保衛(wèi)星處于“超靜超穩(wěn)”狀態(tài)。 無(wú)拖曳控制分為加速度模式與相對(duì)位移模式兩類。加速度模式無(wú)拖曳控制技術(shù),可應(yīng)用于地球和地外天體等復(fù)雜引力場(chǎng)的空間探測(cè);位移模式無(wú)拖曳控制技術(shù),則可應(yīng)用于引力波探測(cè)及等效原理檢驗(yàn)等相對(duì)論效應(yīng)的空間科學(xué)研究領(lǐng)域。作為上述研究領(lǐng)域航天器控制的核心技術(shù),無(wú)拖曳控制具有重要理論意義與重大工程實(shí)用價(jià)值。天琴一號(hào)衛(wèi)星成功完成了上述兩種無(wú)拖曳控制方式的在軌驗(yàn)證。 由于要時(shí)刻保證衛(wèi)星不受到除引力之外的干擾,無(wú)拖曳控制從模型建立、算法設(shè)計(jì)到衛(wèi)星平臺(tái)控制都面臨較大挑戰(zhàn)。2009年,歐空局在“GOCE”衛(wèi)星上成功進(jìn)行了無(wú)拖曳控制的在軌驗(yàn)證。502所從2010年開始追蹤國(guó)外相關(guān)技術(shù),并利用各類課題支持,自主開展相關(guān)基礎(chǔ)性研究。天琴一號(hào)衛(wèi)星立項(xiàng)后,該所團(tuán)隊(duì)在前期工作基礎(chǔ)上結(jié)合工程任務(wù)需求,設(shè)計(jì)了多種無(wú)拖曳控制算法,以及可提升衛(wèi)星平臺(tái)穩(wěn)定性的雙軸和三軸磁控等算法,申請(qǐng)了多項(xiàng)專利。天琴一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射后,這些技術(shù)均得到在軌驗(yàn)證。 天琴一號(hào)衛(wèi)星無(wú)拖曳控制技術(shù)在軌成功驗(yàn)證,表明我國(guó)向空間引力波探測(cè)邁出了堅(jiān)實(shí)一步,但距離真正的引力波探測(cè)應(yīng)用還有一定距離。502所將在此次試驗(yàn)基礎(chǔ)上,繼續(xù)攻克多自由度系統(tǒng)的無(wú)拖曳控制算法等關(guān)鍵技術(shù),為我國(guó)最終實(shí)現(xiàn)空間引力波探測(cè)做出貢獻(xiàn)。 天琴一號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)“天琴”引力波探測(cè)計(jì)劃的首顆技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星,于2019年12月20日發(fā)射升空。 |