羲和探日！细数我国首颗探日卫星黑科技

　　作者：新华每日电讯记者张建松
　　羲和探日！10月14日，搭载着我国首颗太阳探测科学技术试验卫星羲和号的长征二号丁火箭，在太原卫星发射中心成功发射，我国正式步入探日时代。
　　羲和号由中国航天科技集团八院抓总研制。14日，在沪召开的第九届航天技术创新国际会议上，中国航天科技集团八院科技委常务副主任陈杰详细介绍了卫星上的黑科技。
　　图片提供：中国航天科技集团八院
　　双超卫星平台
　　据陈杰介绍，羲和号整星重量510千克，运行于轨道高度为517公里的晨昏太阳同步轨道。卫星主要科学载荷为太阳空间望远镜，将在国际首次实现空间太阳H波段的光谱成像探测。通过对该谱线的数据分析，可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化，研究太阳爆发的动力学过程和物理机制。
　　为确保太阳空间望远镜在太空平稳、精确观测，羲和号采用了全新构型。太阳空间望远镜被安装在专门的载荷舱中，载荷舱与平台舱间采用了动静隔离非接触总体设计新方法，完全进行物理隔离，以阻断平台舱微振动传递路径。
　　羲和号首次在轨应用磁浮控制，采用高精度、大带宽、自身无干扰的磁浮作动器，作为载荷舱的执行机构，从而使载荷舱超高指向精度、超高稳定度控制的性能得以实现。通过载荷舱主动控制、平台舱从动控制新方法，使卫星实现姿态指向精度、姿态稳定度，比国内现有能力提升12个数量级。
　　由于太阳空间望远镜设计了很多观测方式，有时需要对太阳进行平场定标，即需要控制卫星姿态依次指向太阳圆盘的九个不同区域；有时需要控制卫星姿态对太阳进行连续的摆扫观测；有时需要对卫星进行暗场定标，即控制卫星姿态指向空间特定区域；而在两舱解锁时，还需要平台舱跟随载荷舱实现相对姿态控制。针对这些不同需求，平台舱也设计了5种不同的指向模式，可及时响应和切换。
　　陈杰表示，作为我国新一代卫星平台，超高指向精度、超高稳定性的双超卫星平台，可大幅提升我国卫星平台的指向精度与稳定度，达到国际先进水平。未来，双超卫星平台技术还将在高分辨率对地详查、大比例尺立体测绘、太阳立体探测、系外行星发现等新一代航天任务中进行广泛推广应用。
　　图片提供：中国航天科技集团八院
　　无线能源传输
　　作为我国首位太阳专属摄像师，羲和号载荷舱和平台舱完全物理隔离，确保了载荷舱不受卫星平台扰动的影响，具备了完美的防抖功能，但问题也随之而来。
　　载荷舱和平台舱处于非接触状态，传统的供电方式无法满足能源传输需求。卫星在轨运行过程中，如何解决载荷舱的能源获取问题？又该怎样实现整星的能源分配呢？
　　八院811所研制团队深入研究国内外相关先进技术，提出磁感应耦合式无线能量传输技术，首次在卫星上实现大功率、高可靠、高效无线能源传输技术的应用；首次将能源采集、能源储存、能源控制管理及二次配电实现了智能化和一体化设计。从能量输入到输出，整个链路的综合转换效率达到80以上；在磁场耦合部分，磁传输效率更是达到了95以上，实现了高效低热耗的能量传输。
　　图片提供：中国航天科技集团八院
　　空间激光通信
　　由于羲和号的载荷舱和平台舱之间完全隔离，也无法通过电缆传输能源和信息。为此，卫星采用激光通信和微波通信两种互为备份的无线通信方式，在两舱之间架起了5G高速通信通道。
　　羲和号上还有一位新面孔舱间高速激光通信单机。该设备由八院802所激光中心团队研制，负责舱间数据传输任务，这也是国内首个接入卫星平台的舱间无缆化激光数传设备，按计划将在轨工作三年。
　　羲和号将对太阳进行高分辨率的光谱成像，届时会产生巨大的科学数据。激光通信子系统具备高速的激光传输接口，可以提高科学载荷数据传输速率，将星内数传带宽大大提高，为载荷的高清成像数据积累提供了有效保障。
　　此外，八院电子所负责的综合电子分系统平台舱管理单元和载荷舱14台产品，为整星提供对地测控、数传及星务管理等功能，也是羲和号上不可或缺的黑科技。