近日,由航天科技集團五院抓總研制的鵲橋二號中繼星完成在軌對通測試,任務取得圓滿成功。
鵲橋二號中繼星自3月20日發射升空后,經過中途修正、近月制動、環月軌道機動,按計劃進入24小時周期的環月大橢圓使命軌道。期間,航天科技集團五院502所自主研制的衛星制導導航與控制(GNC)系統發揮了重要的作用。
“太空駕駛員”精準掌舵
GNC系統在衛星執行太空飛行任務中扮演著至關重要的角色,就如同一位“駕駛員”,遵循預設路徑,并能夠實時響應地面指揮中心的指令,精確操控航天器飛向預定目標。鵲橋二號中繼星的GNC系統就充分展現了一名出色駕駛員應有的素質,在漫長的數十萬公里的地月穿越之旅中,始終確保鵲橋二號中繼星保持在理想的軌跡上,護航飛行任務圓滿成功。 除了軌道控制,近月制動是鵲橋二號中繼星奔赴月球新征程中最為關鍵的一個環節,要求衛星在接近月球之際準確施加制動,以便平穩地完成從地球軌道至月球軌道的過渡,而這個操作窗口可以說是稍縱即逝且不容有失。具體來說,過強的制動可能導致衛星撞擊月球表面,過弱則會讓衛星錯過月球引力捕獲,滑向深遠的宇宙空間。面對這一關鍵時刻,鵲橋二號中繼星的GNC系統通過提前調整衛星姿態,并精確啟動發動機減速,使衛星順利進入預期的月球捕獲軌道。此后,通過數次精準的軌道調整,最終保證了鵲橋二號中繼星圓滿嵌入其使命軌道。 繼承+升級,GNC系統新飛躍
鵲橋二號繼承了鵲橋中繼星GNC系統的卓越設計。而相比于鵲橋中繼星,鵲橋二號將承擔更多任務,這就決定了鵲橋二號中繼星的GNC系統絕不是鵲橋中繼星的“復制品”,而是要針對自身的獨特任務特性進行大幅度的優化與提升。 相較于始終圍繞拉格朗日L2點運行的鵲橋中繼星,鵲橋二號中繼星是繞月飛行,其面臨的挑戰更為復雜,特別是在中繼跟蹤過程中,必須實現對三體指向的有效控制。即,中繼天線需精準鎖定目標探測器,太陽帆板需時刻朝向太陽獲取能源,同時數據傳輸天線需穩定對準地球以確保信息傳輸。此外,鵲橋二號還需執行多次變軌任務,技術狀態更多,所以鵲橋二號中繼星GNC系統進行了多方面的升級,以有力保障衛星姿態調整任務的需求。