衛星姿態控制有“神器”
2023-06-07 | 編輯：中機教育網 | 來源：中機教育 | 瀏覽量：
搭載89顆國內主流商業衛星，均在軌運行正常，這是紅峰系列空間陀螺的新紀錄。
“讓我們的陀螺在太空中飛的更高、時間更長、性能更穩定。”看著火箭緩緩升空，空間衛星陀螺總設計師彭志強眼神無比堅定。
光纖陀螺是衛星姿態控制的“神器”，它可以精確測定載體運動角速度，用于衛星姿態軌道控制、攝影、測繪等方面，讓衛星能夠“坐如鐘、行如風”，是衛星姿軌控制系統的核心部件。
“通常情況下離地球100千米以上就是太空領域，而我們的光纖陀螺要在880千米的太空中飛行，這給研發團隊帶來了很大的挑戰。”陀螺設計師吳旭輝道。
與傳統光纖陀螺不同，太空光纖陀螺有著近乎矛盾的兩面：一方面要保證陀螺能夠承受輻照、熱真空、熱循環等惡劣太空環境的長期考驗，一方面還要滿足輕小型、低功耗、低成本等高性價比的行業需求。
彭志強說，衛星發射入軌后，需在無法維護的情況下執行長達數年的在軌任務，這對光纖陀螺的長期在軌精度及工作穩定性提出了較高要求。
為了破解光纖陀螺“長壽命、高精度”的難題，紅峰公司光纖陀螺研發團隊提出雙光源四軸冗余的光纖陀螺實現技術，該技術綜合光路、電路、結構、軟件四個方面，采用雙光源四軸冗余設計，同時具備自檢測、自診斷、自修復功能，實現了產品在軌工作狀態實時監測，故障自診斷、故障預警以及復位修復功能，保證了產品在太空輻射、熱真空等惡劣環境下的長壽命和高精度，常溫性能和全溫性能均達到國內同尺寸產品的最高水平。
“太空衛星陀螺跨專業的研發涉及到光、電、結構、軟件等多專業及兼容性問題，也涉及用戶、設計、工藝、車間的各生產要素的協作，這的確是一個艱辛的過程。”吳旭輝感慨。
計算器件在軌需承受的輻照總劑量讓其印象深刻，劑量偏少，產品抗輻照能力減弱，產品壽命得不到保證；劑量偏大，結構輻照防護的屏蔽厚度過大，陀螺整機重量過大。
為了確保萬無一失，研發團隊經過多輪總劑量分析，準確得出器件在軌需承受的輻照總劑量，用一連串準確的數據保障陀螺角速度敏感的穩定精確。根據分析結果，團隊選用高性能且抗輻照總劑量能力滿足要求的元器件，結合熱學、力學仿真分析并迭代優化，確保陀螺在880千米的太空中正常運行。（文/胡楊 吳旭輝）
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