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解码第五颗新一代北斗导航卫星的“绝佳气质”

2016年02月01日 20:35 来源:中国新闻网 参与互动 

视频:中国成功发射第五颗新一代北斗导航卫星  来源:中国新闻网

  中新社四川西昌2月1日电 (记者 张素)2月1日中国成功发射第五颗新一代北斗导航卫星,标志着北斗系统全球组网迈出坚实一步。记者采访此间专家,解码这颗卫星的“绝佳气质”。

  “玲珑身材”

  这颗星由中国科学院微小卫星创新研究院(上海微小卫星工程中心)抓总,与中国电子科技集团公司等共同研制,从这家机构的名字就可猜出卫星何其“玲珑”。

  该院副院长、卫星总设计师林宝军说,卫星起飞重量不足1000千克,“这颗卫星也采用了中科院导航卫星专用平台,突破了轻量化框架面板式结构设计”。这也使得“太空摆渡车”远征一号上面级轻松将其送入中圆轨道(MEO)。

  2015年3月30日,同样由该院研制的新一代北斗导航卫星首发星成功发射,在轨运行10个月以来表现良好。“充分验证了框架面板式结构设计的先进性和可靠性。”林宝军说,这种“将载荷装在面板上”的做法,实践证明抗冲击、抗震动、导热性能好,使载荷在舒服的温度内工作。

  与首发星一样,第五颗新一代北斗导航卫星也采用高精度定姿技术。“首发星将指向精度提高了一个量级。”林宝军自豪地说,这使得传下来的数据平稳得“好像经过处理似的”。

  “安全大脑”

  芯片相当于“卫星的大脑”。首发星采用的是中国科学院计算技术研究所自主研发的“龙芯”。为了增强抗辐照能力,这次采用的是中科院上海微系统所研制的“新微芯安全芯片”。

  卫星副总设计师沈学民说,在距离地球22000公里的高空存在着无数的高能粒子,单粒子就能打穿卫星,带来不可估量的损失,“轻者造成‘栓锁’,好比是人类‘脑血栓’。重者将烧毁载荷”。

  专家称,新技术的抗高能粒子能力远超铝板,即便被高能粒子打入,累积电荷也很小。还可以实现集成电路中元器件的介质隔离,使各路信号不会相互干扰。

  “现已完成0.13微米的SOI工艺。”卫星副总指挥李国通说,有望借助这个面向空间辐照的高集成电路设计平台,自主开发大规模集成电路,“对于其他型号卫星来说也将是‘质的飞跃’”。

  “双手切换”

  中国科学院微小卫星创新研究院院长、卫星总指挥相里斌介绍,与以往配备铷原子钟不同,这颗卫星以更精密、更稳定的氢原子钟为“主钟”,可为其他四颗新一代北斗导航卫星定准。

  考虑到导航卫星的可靠性,这次同时也配备了两台铷钟,而“时频无缝切换技术”则确保一旦出现故障,可在氢钟之间、或是氢钟与铷钟之间切换。

  切换速度将达到皮秒级,1皮秒等于一万亿分之一秒,地面用户不会感觉到任何异常。

  “科学基因”

  据介绍,中科院微小卫星创新研究院是卫星系统总体单位,还有32个单位共同参与,其中的12家同为“中科系”。比如,上海天文台、武汉数物所、光电研究所制作星等均承担了星上关键设备的研制。

  “中科院的集成优势主要有两方面。其一是多学科优势。”相里斌说,卫星本身就是多学科综合总体,各家研究所的成果汇聚于此,推动卫星系统的进步。

  另一优势是“科学院的创新基因”。相里斌说,科学家们设计了诸多科学目标,而卫星是一种工具,双方相互驱动前行。比如,这颗卫星的功能就有空间环境探测,要去探测高能粒子可能带来怎样恶影响。

  “我们的责任不仅在于完成任务,还要承担国家提出的创新重任。所以我们不去重复别人已做过的事情。”沈学民说。

  这支团队已提出要打造中国卫星创新的“生力军”。他们还发起组建中国微小卫星创新联盟,旨在全国优势互补,共为中国航天“添活力”。(完)

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