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历经25年 中国的“太空方向盘”进入2.0时代!

流沙 数科 2025-08-28 20:18:53 6

对航天器来说,姿轨控系统被称为“太空方向盘”,在飞行中发挥着非常关键的作用。

今年6月14日,我国成功发射了张衡一号02星,这也是最后一颗搭载CAST2000平台姿轨控系统1.0版本的卫星,正在轨稳定运行。

至此,CAST2000平台姿轨控系统的“1.0时代”圆满收官,正全面迈向“2.0时代”!


委内瑞拉遥感卫星二号示意图

CAST2000平台姿轨控系统自2000年启动研制,历经技术迭代与创新,圆满完成了我国30余颗卫星的太空探索任务。

这些卫星不仅有高分辨率对地观测卫星、海洋水色观测卫星等重要型号,还包括张衡一号、委内瑞拉遥感卫星一号和二号等国际业务卫星,为我国小卫星技术的跨越式发展奠定了坚实基础。

1995年,我国小卫星控制系统普遍存在精度不足、稳定性欠佳的问题,成为性能瓶颈。

航天科技集团五院502所历时5年,提出了CAST2000平台姿轨控系统的最初构想,要为小卫星打造一套有“智慧大脑+精准四肢”的控制系统。

2000年,系统研制工作正式启动。

2004年,作为CAST2000平台首发星的试验卫星二号成功发射。

试验卫星二号的姿轨控系统首次采用“星敏感器+陀螺”的组合,其中星敏感器能通过识别恒星确定方位,陀螺可以实时感知姿态变化,让卫星定姿精度达到前所未有的水平。

在控制上,卫星采用“整星零动量+三轴轮控”的方式,通过3个方向的动量轮实时调整姿态,控制稳定度较上一代提升一个数量级。

为了让卫星更精准地调整轨道和姿态,确保其在太空中长期稳定运行,团队还为它配备了单组元推进系统。

2009年,“智慧大脑”控制计算机换上了更快的处理器,系统运算能力提升30%。

2011年,首次在小卫星上采用了长寿命二浮陀螺,将平台寿命从3年延长至5年。

高分一号作为国家高分辨率对地观测系统重大专项的首发星,2013年4月发射以来,仍在轨稳定运行,充分证明了我国在高精度姿态控制技术等多个关键技术领域的能力。


张衡一号卫星示意图

CAST2000平台姿轨控系统2.0版本堪称“脱胎换骨”:

采用模块化设计,系统组装更加便捷,可快速适配不同任务需求;

核心产品减重40%,提升了发射效率;

运算处理能力提升3倍,能支持更复杂的算法,使姿态测量与控制更加精准高效。

自天绘六号A/B星2023年3月10日成功入轨以来,基于CAST2000平台姿轨控系统2.0版本研制的卫星已有9颗成功在轨飞行,服务于国土资源普查、电磁环境探测、地理信息测绘等领域。


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