天琴一號衛(wèi)星完成無拖曳控制技術(shù)飛行驗證

來源:科技日報 2020-01-20 10:53 http://www.ghqlgyb.cn/

　　記者1月18日從中國航天科技集團(tuán)五院502所獲悉，根據(jù)最新試驗結(jié)果分析，天琴一號衛(wèi)星已經(jīng)成功完成無拖曳控制飛行驗證。

　　據(jù)悉，從飛行數(shù)據(jù)來看，在加速度模式下，實施無拖曳控制后，天琴一號衛(wèi)星外部干擾力對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”（重力場與穩(wěn)態(tài)海洋環(huán)流探測）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，實施無拖曳控制后，外部干擾力對衛(wèi)星與內(nèi)部慣性基準(zhǔn)之間相對距離的影響，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)于國際著名“LISA探路者”衛(wèi)星的40納米。天琴一號衛(wèi)星已實現(xiàn)了飛行試驗星任務(wù)目標(biāo)，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(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)雜引力場的空間探測；位移模式無拖曳控制技術(shù)，則可應(yīng)用于引力波探測及等效原理檢驗等相對論效應(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用價值。天琴一號衛(wèi)星成功完成了上述兩種無拖曳控制方式的在軌驗證。

　　由于要時刻保證衛(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)計到衛(wèi)星平臺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證。502所從2010年開始追蹤國外相關(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。天琴一號衛(wèi)星立項后，該所團(tuán)隊在前期工作基礎(chǔ)上結(jié)合工程任務(wù)需求，設(shè)計了多種無拖曳控制算法，以及可提升衛(wèi)星平臺穩(wěn)定性的雙軸和三軸磁控等算法，申請了多項專利。天琴一號衛(wèi)星發(fā)射后，這些技術(shù)均得到在軌驗證。

　　天琴一號衛(wèi)星無拖曳控制技術(shù)在軌成功驗證，表明我國向空間引力波探測邁出了堅實一步，但距離真正的引力波探測應(yīng)用還有一定距離。502所將在此次試驗基礎(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)，為我國最終實現(xiàn)空間引力波探測作出貢獻(xiàn)。

　　天琴一號衛(wèi)星是我國“天琴”引力波探測計劃的首顆技術(shù)驗證衛(wèi)星，于2019年12月20日發(fā)射升空。（記者付毅飛）

原標(biāo)題：天琴一號衛(wèi)星完成無拖曳控制技術(shù)飛行驗證

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