天琴一號(hào)衛(wèi)星已經(jīng)成功完成無拖曳控制飛行驗(yàn)證

記者1月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)成功完成無拖曳控制飛行驗(yàn)證。

據(jù)悉，從飛行數(shù)據(jù)來看，在加速度模式下，實(shí)施無拖曳控制后，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”(重力場(chǎng)與穩(wěn)態(tài)海洋環(huán)流探測(cè))衛(wèi)星的三億分之一，比打哈欠給人帶來的加速度還要小得多;在位移模式下，實(shí)施無拖曳控制后，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，包括太陽光壓力、大氣阻力等，確保衛(wèi)星處于“超靜超穩(wěn)”狀態(tài)。

無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)作出貢獻(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。(記者付毅飛)

標(biāo)簽： 天琴一號(hào)