中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所26日發(fā)布消息稱，由該所研制的“天帆一號(hào)”太陽帆，搭載長沙天儀研究院瀟湘一號(hào)07衛(wèi)星，在軌成功驗(yàn)證了多項(xiàng)太陽帆關(guān)鍵技術(shù)，這也是中國首次完成太陽帆在軌關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。
太陽帆是利用太陽在薄膜上的反射光壓提供動(dòng)力的航天器，在航行過程中不需消耗額外化學(xué)燃料和工作介質(zhì)，具有質(zhì)量小、收展比大、成本低、功耗低、航程長的特點(diǎn)。
在國家自然科學(xué)基金、國家萬人計(jì)劃、中國科學(xué)院百人計(jì)劃等項(xiàng)目支持下，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所從2011年開始，就空間柔性展開機(jī)構(gòu)展開核心技術(shù)攻關(guān)，“天帆一號(hào)”是其中第一款飛行產(chǎn)品。
“天帆一號(hào)”兩展開過程示意圖。沈陽自動(dòng)化所供圖
據(jù)“天帆一號(hào)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉金國研究員介紹，“天帆一號(hào)”將柔性膜折疊存儲(chǔ)在展開機(jī)構(gòu)內(nèi)部，發(fā)射前大小不到0.5個(gè)立方星的體積，在瀟湘一號(hào)07星衛(wèi)星平臺(tái)正常入軌之后，通過兩級(jí)組合展開的方式開展技術(shù)驗(yàn)證。一級(jí)展開釋放采用了熱切割和被動(dòng)釋放機(jī)構(gòu)，通過儲(chǔ)能裝置將太陽帆帆體從衛(wèi)星平臺(tái)中推出并翻轉(zhuǎn)90度;二級(jí)展開機(jī)構(gòu)采用主動(dòng)驅(qū)動(dòng)伸出四根雙穩(wěn)態(tài)帆桁，逐漸展開聚酰亞胺帆膜形成光帆，帆膜展開尺寸約為0.6平方米。
從當(dāng)前在軌返回的數(shù)據(jù)和圖片表明，“天帆一號(hào)”太陽帆關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)進(jìn)展順利，在軌驗(yàn)證了微小衛(wèi)星兩級(jí)主被動(dòng)展開系統(tǒng)、多帆桁同步展開機(jī)構(gòu)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，標(biāo)志著太陽帆關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)取得圓滿成功。后續(xù)任務(wù)中，“天帆一號(hào)”還將開展機(jī)構(gòu)壽命、材料特性和軌道高度等研究，驗(yàn)證其離軌能力并探究其在空間碎片減緩中的潛在應(yīng)用。展開機(jī)構(gòu)相關(guān)研究成果將于2019年55卷21期《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》以封面論文形式發(fā)表。
據(jù)了解，“天帆一號(hào)”在軌試驗(yàn)由沈陽自動(dòng)化所和天儀研究院聯(lián)合完成。作為瀟湘一號(hào)07星總設(shè)計(jì)師，劉金國研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展了太陽帆的總體設(shè)計(jì)、技術(shù)驗(yàn)證和環(huán)境試驗(yàn)工作;天儀研究院為“天帆一號(hào)”提供衛(wèi)星平臺(tái)、搭載發(fā)射和測(cè)控通訊等相關(guān)保障。
太陽帆被廣大學(xué)者和專家認(rèn)為是目前極具可能到達(dá)太陽系外的航天器，在小行星探測(cè)、地磁暴監(jiān)測(cè)、太陽極地探測(cè)及空間碎片清除等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。大型太陽帆被認(rèn)為是未來行星間航行的關(guān)鍵手段，在空間科學(xué)探測(cè)中將發(fā)揮重要作用。在此次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，沈陽自動(dòng)化所將進(jìn)一步開展相關(guān)工作，并加強(qiáng)和國內(nèi)外相關(guān)單位合作，推進(jìn)該方向的發(fā)展，爭取早日實(shí)現(xiàn)我國首個(gè)基于太陽帆的空間科學(xué)探測(cè)任務(wù)。(完)(王景巍)
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