中國高分四號遙感衛(wèi)星發(fā)回照片突破高軌難關(guān)
自2015年12月29日成功發(fā)射以來，備受矚目的“高分四號”衛(wèi)星經(jīng)歷了為期一周的“太空旅行”。1月5日，它發(fā)來了親自拍攝的第一張“明信片”。
記者從抓總研制高分四號衛(wèi)星的航天科技集團(tuán)公司五院了解到，該衛(wèi)星在軌正常運(yùn)行，正在進(jìn)行載荷測試，成像效果良好，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。中國突破了地球同步軌道遙感衛(wèi)星五大關(guān)鍵技術(shù)。
遙感衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)技術(shù)首攀高軌之峰
進(jìn)行高軌道高分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星設(shè)計(jì)，世界上尚沒有工程實(shí)施的先例。與低軌道相比，設(shè)計(jì)技術(shù)面臨著眾多新難題。與通信、導(dǎo)航衛(wèi)星領(lǐng)域的“高軌兄弟”相比，高軌道遙感衛(wèi)星設(shè)計(jì)又面臨著高穩(wěn)定度的要求。
在高分四號衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師李果的帶領(lǐng)下，來自五院總體部的總體設(shè)計(jì)人員巧妙應(yīng)對了成像質(zhì)量保障、衛(wèi)星構(gòu)型設(shè)計(jì)、工作模式設(shè)計(jì)、微振動等帶來的一系列挑戰(zhàn)，突破了總體設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，形成了中國首個高軌道遙感衛(wèi)星平臺。
控制技術(shù)首次突破高軌“又快又穩(wěn)”難關(guān)
高分四號在高軌道遙感衛(wèi)星承擔(dān)著對地球進(jìn)行遙感觀測的使命，姿態(tài)快速機(jī)動與高穩(wěn)定控制是該衛(wèi)星的關(guān)鍵技術(shù)之一。
五 院502所的技術(shù)人員突破了“小角度快速機(jī)動技術(shù)”，為高分四號安裝了四個大力矩動量輪，使其得以從容地規(guī)劃整個拍攝過程，在更短的時間內(nèi)拍攝更多清晰的 照片。研制人員還采取了全方位的“維穩(wěn)”措施，從衛(wèi)星平臺的兩大活動部件飛輪和太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)著手，把振動減到了最小。
首次掌握高軌遙感衛(wèi)星長壽“基因”
高分四號衛(wèi)星需滿足在軌8年的使用要求，是中國目前設(shè)計(jì)壽命最長的遙感衛(wèi)星。五院研制人員針對高分四號特有的使用模式，五院總體部提出了一系列設(shè)計(jì)與驗(yàn)證方法，全面增強(qiáng)高分四號的“抵抗力”。
為 了讓高分四號衛(wèi)星在午夜時分不受太陽的暴曬，避免相機(jī)受曬影響成像功能，設(shè)計(jì)人員提出了“陽光規(guī)避”模式，由控制系統(tǒng)自動躲避太陽，保護(hù)相機(jī)。為使高分四 號衛(wèi)星具備較強(qiáng)的抗輻照能力，很多原來應(yīng)用于低軌衛(wèi)星上的電子學(xué)單機(jī)以及光學(xué)膜系需要重新進(jìn)行抗輻照設(shè)計(jì)，提升了空間環(huán)境適應(yīng)能力。
打造首個高穩(wěn)定一體化“三腳架”
高分四號衛(wèi)星因其“站得高、看得清”，攜帶的相機(jī)口徑很大。“大炮筒”一般的相機(jī)如不能安裝在合適的“三腳架”上，將會成像模糊。因此，高穩(wěn)定一體化結(jié)構(gòu)技術(shù)成為一項(xiàng)必須突破的關(guān)鍵技術(shù)。
五院總體部研制人員首次采用了一體化結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一個在太空中“零變形”的“三腳架”。這一結(jié)構(gòu)能夠給相機(jī)提供更穩(wěn)定的支撐，卻給承擔(dān)生產(chǎn)任務(wù) 的五院529廠制造了難題。該廠人員精心設(shè)計(jì)出一套新型組合式工裝，首次采用冷熱交變的方式，釋放復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力，使“三腳架”更加穩(wěn)固。
首次具備高軌復(fù)雜條件下拍攝精品的能力
為更好適應(yīng)高軌惡劣的空間環(huán)境，確保成像質(zhì)量，負(fù)責(zé)高分四號衛(wèi)星相機(jī)研制的508所在高分相機(jī)家族中創(chuàng)造了多個“第一”，比如第一次采用億級像元數(shù)的可見光器件以及百萬級像元的中波紅外器件，第一次采用大面陣凝視成像體制，第一次采用中波紅外與可見光共口徑的光學(xué)設(shè)計(jì)等。
研制人員根據(jù)高軌道遙感衛(wèi)星成像特點(diǎn)，通過仿真方法分析各因素對圖像質(zhì)量的影響。還開展了衛(wèi)星成像參數(shù)優(yōu)化、高軌道圖像輔助數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)等工作，突破了復(fù)雜成像條件下高軌遙感衛(wèi)星的成像質(zhì)量保障技術(shù)。保證了紅外探測器在高軌道上的首次成功應(yīng)用。 (潘晨 楊艷)
