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資訊頻道近日，中國科學院沈陽自動化研究所研制的“天帆一號”（SIASAIL-I）太陽帆，搭載長沙天儀研究院瀟湘一號07衛(wèi)星，在軌成功驗證了多項太陽帆關鍵技術，這也是我國首次完成太陽帆在軌關鍵技術試驗，將對我國后續(xù)大型太陽帆研發(fā)提供技術支持。
據(jù)悉，瀟湘一號07衛(wèi)星于8月31日在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，“天帆一號”作為該衛(wèi)星的主任務，開展一系列關鍵技術試驗。
太陽帆是利用太陽在薄膜上的反射光壓提供動力的航天器，在航行過程中不需消耗額外化學燃料和工作介質(zhì)，具有質(zhì)量小、收展比大、成本低、功耗低、航程長的特點。太陽帆技術難度大、涉及的學科門類多。國際上，日、美、英等國家相繼成功在軌開展了太陽帆的技術和應用研究。
“天帆一號”在軌運行效果圖
在國家自然科學基金、國家萬人計劃、中國科學院百人計劃等項目支持下，中國科學院沈陽自動化研究所從2011年開始，就空間柔性展開機構(gòu)展開核心技術攻關，“天帆一號”是其中第一款飛行產(chǎn)品。
據(jù)“天帆一號”項目負責人、中國科學院沈陽自動化研究所空間自動化技術研究室副主任劉金國研究員介紹，“天帆一號”將柔性膜折疊存儲在展開機構(gòu)內(nèi)部，發(fā)射前大小不到0.5U，在瀟湘一號07星衛(wèi)星平臺正常入軌之后，通過兩級組合展開的方式開展技術驗證。一級展開釋放采用了熱切割和被動釋放機構(gòu)，通過儲能裝置將太陽帆帆體從衛(wèi)星平臺中推出并翻轉(zhuǎn)90度；二級展開機構(gòu)采用主動驅(qū)動伸出四根雙穩(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。
“天帆一號”兩級展開過程示意圖
從當前在軌返回的數(shù)據(jù)和圖片表明，“天帆一號”太陽帆關鍵技術試驗進展順利，在軌驗證了微小衛(wèi)星兩級主被動展開系統(tǒng)、多帆桁同步展開機構(gòu)、可展開雙穩(wěn)態(tài)桿技術、柔性帆膜材料、帆膜折疊展開技術等多項關鍵技術，標志著太陽帆關鍵技術試驗驗證任務取得圓滿成功。在本次后續(xù)任務中，“天帆一號”還將開展機構(gòu)壽命、材料特性和軌道高度等研究，驗證其離軌能力并探究其在空間碎片減緩中的潛在應用。展開機構(gòu)相關研究成果將于2019年55卷21期《機械工程學報》以封面論文形式發(fā)表。
“天帆一號”在軌展開過程中的部分照片
據(jù)悉，“天帆一號”在軌試驗由沈陽自動化所和天儀研究院聯(lián)合完成。作為瀟湘一號07星總設計師，劉金國研究員帶領團隊開展了太陽帆的總體設計、技術驗證和環(huán)境試驗工作；天儀研究院為“天帆一號”提供衛(wèi)星平臺、搭載發(fā)射和測控通訊等相關保障。
太陽帆被廣大學者和專家認為是目前極具可能到達太陽系外的航天器，在小行星探測、地磁暴監(jiān)測、太陽極地探測及空間碎片清除等方面具有廣泛的應用前景。大型太陽帆被認為是未來行星間航行的關鍵手段，在空間科學探測中將發(fā)揮重要作用。在此次試驗的基礎上，沈陽自動化所將進一步開展相關工作，并加強和國內(nèi)外相關單位合作，推進該方向的發(fā)展，爭取早日實現(xiàn)我國首個基于太陽帆的空間科學探測任務。
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