對(duì)航天器來(lái)說(shuō)，姿軌控系統(tǒng)被稱為“太空方向盤”，在飛行中發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。
今年6月14日，我國(guó)成功發(fā)射了張衡一號(hào)02星，這也是最后一顆搭載CAST2000平臺(tái)姿軌控系統(tǒng)1.0版本的衛(wèi)星，正在軌穩(wěn)定運(yùn)行。
至此，CAST2000平臺(tái)姿軌控系統(tǒng)的“1.0時(shí)代”圓滿收官，正全面邁向“2.0時(shí)代”！
委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星二號(hào)示意圖
CAST2000平臺(tái)姿軌控系統(tǒng)自2000年啟動(dòng)研制，歷經(jīng)技術(shù)迭代與創(chuàng)新，圓滿完成了我國(guó)30余顆衛(wèi)星的太空探索任務(wù)。
這些衛(wèi)星不僅有高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星、海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星等重要型號(hào)，還包括張衡一號(hào)、委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星一號(hào)和二號(hào)等國(guó)際業(yè)務(wù)衛(wèi)星，為我國(guó)小衛(wèi)星技術(shù)的跨越式發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1995年，我國(guó)小衛(wèi)星控制系統(tǒng)普遍存在精度不足、穩(wěn)定性欠佳的問題，成為性能瓶頸。
航天科技集團(tuán)五院502所歷時(shí)5年，提出了CAST2000平臺(tái)姿軌控系統(tǒng)的最初構(gòu)想，要為小衛(wèi)星打造一套有“智慧大腦＋精準(zhǔn)四肢”的控制系統(tǒng)。
2000年，系統(tǒng)研制工作正式啟動(dòng)。
2004年，作為CAST2000平臺(tái)首發(fā)星的試驗(yàn)衛(wèi)星二號(hào)成功發(fā)射。
試驗(yàn)衛(wèi)星二號(hào)的姿軌控系統(tǒng)首次采用“星敏感器＋陀螺”的組合，其中星敏感器能通過識(shí)別恒星確定方位，陀螺可以實(shí)時(shí)感知姿態(tài)變化，讓衛(wèi)星定姿精度達(dá)到前所未有的水平。
在控制上，衛(wèi)星采用“整星零動(dòng)量＋三軸輪控”的方式，通過3個(gè)方向的動(dòng)量輪實(shí)時(shí)調(diào)整姿態(tài)，控制穩(wěn)定度較上一代提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。
為了讓衛(wèi)星更精準(zhǔn)地調(diào)整軌道和姿態(tài)，確保其在太空中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，團(tuán)隊(duì)還為它配備了單組元推進(jìn)系統(tǒng)。
2009年，“智慧大腦”控制計(jì)算機(jī)換上了更快的處理器，系統(tǒng)運(yùn)算能力提升30％。
2011年，首次在小衛(wèi)星上采用了長(zhǎng)壽命二浮陀螺，將平臺(tái)壽命從3年延長(zhǎng)至5年。
高分一號(hào)作為國(guó)家高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)的首發(fā)星，2013年4月發(fā)射以來(lái)，仍在軌穩(wěn)定運(yùn)行，充分證明了我國(guó)在高精度姿態(tài)控制技術(shù)等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的能力。
張衡一號(hào)衛(wèi)星示意圖
CAST2000平臺(tái)姿軌控系統(tǒng)2.0版本堪稱“脫胎換骨”：
采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)組裝更加便捷，可快速適配不同任務(wù)需求；
核心產(chǎn)品減重40%，提升了發(fā)射效率；
運(yùn)算處理能力提升3倍，能支持更復(fù)雜的算法，使姿態(tài)測(cè)量與控制更加精準(zhǔn)高效。
自天繪六號(hào)A/B星2023年3月10日成功入軌以來(lái)，基于CAST2000平臺(tái)姿軌控系統(tǒng)2.0版本研制的衛(wèi)星已有9顆成功在軌飛行，服務(wù)于國(guó)土資源普查、電磁環(huán)境探測(cè)、地理信息測(cè)繪等領(lǐng)域。
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