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长征五号“乘客”实践十七号卫星将验证多项新技术
来源 : 中国航天报  发布时间:2016年11月04日
 

此次长征五号运载火箭在首次飞行中还搭载了由中国航天科技集团公司五院抓总研制的实践十七号卫星。

这是一颗地球同步轨道新技术试验卫星,采用东四S平台,入轨后将择机开展新型电源、自主导航、无毒推进、空间碎片观测等多项新技术验证工作,并由中国卫通集团有限公司开展地球同步轨道通信广播试验。

我国新一代大型运载火箭技术跨度大、难度风险高,能在其首飞任务中进行搭载试验,对于一颗要验证多项新技术的卫星来说,机会难得。

“航天器高轨新技术发展迅速,但缺乏在轨验证和技术应用机会。实践十七号卫星作为我国首颗高轨新技术试验卫星,对提高相关技术成熟度,拉动后续型号发展,验证东五平台部分技术有着重要意义。”实践十七号卫星总指挥兼总设计师王典军认为。

目前,航天器上的太阳能电池多采用单结或三结砷化镓制成,其转化效率最高在30%左右。实践十七号卫星要验证的一项新技术就是新型电源技术。科研人员将之前太阳能电池片的材料升级为四结砷化镓和倒装砷化镓,以验证其在空间里的适应性。

“航天器上的太阳能转化效率每提高1%,都将极大地提升经济效益。同时,电池片单位面积利用率的提高,也将有助于航天器的减重。”王典军说。

高轨卫星一直以来在通信、导航、气象等方面发挥着重要作用,未来其发射数量将逐步增多。

基于地面测控的传统高轨航天器测定轨方法面临资源日趋紧张的压力,我国迫切需要发展新的高轨航天器自主导航技术,以减轻地面卫星测控系统的作业负担,降低航天器的运行管理和维持费用,提高航天器的自我生存能力。

基于全球导航卫星系统(GNSS)的自主导航技术具有实时性高、自主性强、精度高、成本低的特点,已成为低轨卫星平台不可或缺的关键组成部分。这次实践十七号卫星上便使用了高轨GNSS自主导航技术,以验证北斗卫星导航系统信号在高轨道的应用情况,开拓了GNSS应用的新领域。

ADN基无毒推进技术是我国近年来研发的一种新型推进技术,此次也出现在实践十七号卫星的搭载项目名单中。不同于传统卫星推进剂,ADN推进剂具有无毒、高密度、低冰点、低挥发性、高性能等特点。

“这次任务中的无毒推进子系统是我国第一套上星应用的无毒推进系统,也将成为我国第一套在轨应用的无毒推进系统。”王典军介绍,其在轨飞行还将验证新型卫星推进技术和东五平台板式贮箱等多项关键技术。

自从人类历史上第一颗人造卫星于1957年上天之后,不计其数的空间飞行器紧随其后,对太空进行了探索。

其中有些空间飞行器在完成任务后,按计划返回地球,另外一些则继续环绕地球运行或者失效,形成空间碎片。目前,地球同步轨道的碎片已有近千个,且呈不断增加的趋势。实践十七号卫星此次上天还承担着验证高轨空间碎片观测技术的任务。

高轨道由于离地面高度高,空间尺度比低轨道要大得多,对空间碎片的观测难度也更大。

“通俗来讲,如果原来低轨空间碎片观测是在小房间里找蚊子的话,那么高轨空间碎片观测可以看作是在大会堂里找蚊子,难度可想而知。”王典军形象地解释道。

作为全新“大火箭”首飞的“小伙伴”,实现部件100%国产化的实践十七号,也是一颗不一般的重量级卫星。相较于高轨卫星通常搭配的长三甲系列运载火箭,与“大火箭”同行,大胆验证新技术的实践十七号卫星除了要面对更为严酷的力学环境,还要克服自筹资金研制带来的挑战。

与以往型号“自上而下”确定设计方案的立项模式不同,实践十七号采用的是“自下而上”模式。“我们需要自己去寻找用户方,根据他们的需求设计卫星。”王典军说,为了进一步降低研制成本,卫星实现了“一步正样”。“‘自带干粮’上路,其实给了研制团队更大的发挥空间。这应该是未来卫星研制模式一个很好的发展方向。”(崔恩慧/文 郭铮/摄

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