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2020年8月6日12時(shí)01分，清華大學(xué)航天航空學(xué)院的重力與大氣科學(xué)衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這是我國首個(gè)專用于重力與大氣科學(xué)測量的衛(wèi)星，其主要目標(biāo)是進(jìn)行低軌大氣密度和重力場聯(lián)合探測。

“外層空間并不是絕對(duì)真空，仍然殘余極其稀薄的大氣。對(duì)其密度進(jìn)行測量，有助于航天器的精密定軌和空間碎片的精確跟蹤與預(yù)報(bào)。”重力與大氣科學(xué)衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王兆魁說。

重力與大氣科學(xué)衛(wèi)星肩負(fù)著科學(xué)探索與技術(shù)驗(yàn)證兩大重任。衛(wèi)星可獲取厘米級(jí)精密定軌數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高精度大氣密度與重力場測量，建立我國自主的空間力學(xué)環(huán)境模型。同時(shí)，這次任務(wù)也將在軌驗(yàn)證我國重力衛(wèi)星技術(shù)數(shù)十年來的理論研究成果。

衛(wèi)星采用純球形的新穎構(gòu)型，可以保證大氣阻力與衛(wèi)星姿態(tài)無關(guān)，從大大提高大氣密度測量的精度。為保證衛(wèi)星供電充足，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了球面太陽電池陣列，并攻克了小曲率球面貼裝工藝的難題。

為了解決發(fā)射飛行過程中球形衛(wèi)星鎖緊、釋放的可靠性問題，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了電磁型點(diǎn)式分離機(jī)構(gòu)，這種分離機(jī)構(gòu)具有微沖擊、無污染、可地面重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，是飛行器在鎖緊釋放技術(shù)領(lǐng)域的重要突破。

衛(wèi)星的電源系統(tǒng)采用了基于商用器件的石墨烯電池電源，可瞬間釋放大電流，溫度適應(yīng)性好，循環(huán)壽命長，放電深度高，滿足電磁分離機(jī)構(gòu)的供電需求。

衛(wèi)星攜帶基于商用器件的星載高動(dòng)態(tài)雙頻GNSS接收機(jī)作為任務(wù)載荷，可以支持導(dǎo)航、精密定軌以及差分定位等多項(xiàng)功能。

此外，衛(wèi)星還具備在軌智能處理能力，可基于嵌入式GPU實(shí)現(xiàn)在軌智能任務(wù)規(guī)劃與姿軌計(jì)算。這一技術(shù)與全景相機(jī)的結(jié)合，為航天科學(xué)教育和提升“公眾理解航天”開辟了新的平臺(tái)。

多名博士生、碩士生和本科生參加了這顆衛(wèi)星的研制。衛(wèi)星任務(wù)在軌開展，將提升我國空間目標(biāo)跟蹤與預(yù)報(bào)能力，推動(dòng)衛(wèi)星重力測量技術(shù)發(fā)展，加速自主高層大氣模型的建立。