圖說：陸地探測一號01組A星 張陽 攝
今天7時44分，陸地探測一號01組A星成功發射升空，星上搭載了國內首個基於空間觀測的高精度地表微變形監測雷達系統。這是一位極為挑剔的“乘客”，對衛星在軌執行的“精確、自主”性提出了相當高的要求。中國航天科技集團八院控制所姿軌控分系統研製團隊秉持“顧客至上”的宗旨，賦予衛星出色的“駕駛”技術，為太空專車上的“乘客”圓滿完成使命任務保駕護航。
為臺空專車定製“導航路線”
“如果把衛星比作太空專車，姿軌控分系統就是它的駕駛系統。駕駛系統如何設計完全取決於‘乘客’的個性化需求。”衛星副總設計師王文妍打了個比方，“有的‘乘客’需要拍攝地球某一部分的遠景影象，這就需要姿軌控分系統對得準、足夠穩；有的‘乘客’喜歡拍特寫，這就需要姿軌控分系統足夠靈活，始終跟不丟。對於陸地探測一號01組A星而言，‘乘客’最大的要求是能夠對拍攝目標點進行高精度的時空重訪。”
所謂高精度時空重訪是指衛星經過一個迴歸週期後，能夠嚴格地回到初始目標點上空。“這裡的嚴格包括了時間、空間的雙重約束，這是陸地探測一號01組A星能夠完成地表形變監測，從而支撐地質災害預測的重要前提。”王文妍補充道。
為了滿足任務需求，這輛太空專車預裝了一條迴歸精度達到米級的目標參考軌道，也就是“導航路線”，能夠指引衛星準時準確到達預定地點。“而姿軌控分系統的任務就是透過軌道保持控制技術保證衛星在真實複雜的空間環境影響下，能夠始終嚴格按照‘導航路線’駕駛，不會偏航。”姿軌控主任設計師杜耀柯說道。
控制精度實現從千米到百米的跨越
對於常規近地衛星而言，軌道保持控制精度通常在幾千米到幾十千米之間，而陸地探測一號01組A星的控制精度由千米級提升至百米級，且約束條件由一維升級為三維。為此，八院姿軌控分系統團隊精心打造了以高精度管道導航與控制為核心的“自動駕駛系統”，讓陸地探測一號01組A星能夠自主穩定行駛。
“這裡的‘管道’是指我們以目標參考軌道為中軸，以軌道控制精度要求為半徑而拉伸成的一個三維空間，外形就像一根管道，要將衛星牢牢地控制在這個管道空間裡。”杜耀柯解釋道。管道導航技術可以準確計算出衛星‘偏航’的時間與空間偏差，然後驅動管道控制這個‘方向盤’保證衛星始終執行在預定的空間裡。
據系統設計師介紹，姿軌控研製團隊充分借鑑了以往雙星編隊控制的工程研製經驗，創新性地提出了基於虛擬編隊飛行理論的軌道控制方案，也就是將目標參考軌道當作假想的主星，讓陸地探測一號01組A星自主跟隨，賦予衛星“自動駕駛”能力，而且能夠“精打細算”地制定控制策略，以儘量降低星載推進劑的消耗，這也是未來長壽命應用衛星領域的一個重要發展趨勢。
新民晚報記者 葉薇 通訊員 陳葆娟
