导语:
近期,我国在地月远距离逆行轨道(DRO)领域接连取得一系列具有里程碑意义的原创性重大成果。在该领域,我国成功构建了全球首个基于DRO轨道的地月空间三星星座,创新性地实现了百万公里级星间网络通信、低能耗入轨以及地月空间卫星跟踪卫星定轨导航等一系列关键技术。
由北京国科环宇科技股份有限公司(以下简称“国科环宇”)研制的DRO卫星综合电子系统,作为国际上首台在深空领域运行的基于OpenVPX标准的卫星综合电子,是卫星的关键核心组件。该系统的成功运用,为未来月球探测和深空科学任务提供了高可靠、智能化的平台支撑,必将有力推动我国航天事业迈向“更远、更智能”的全新发展阶段。这在我国深空探测电子技术进步历程中具有标志性意义。
技术优势凸显,适应深空恶劣环境
DRO卫星所处的地月引力平衡特殊轨道,使其面临极端温度、强辐射、长延时通信等复杂深空环境挑战。国科环宇综合电子系统研发团队直面难题,砥砺攻关,接连突破多核异构计算机架构、高抗辐射加固设计、低成本兼容以及模块化应用等关键技术。在扎实技术积累之上,团队实现星务系统、能源系统、测控系统一体化创新设计,成功研制出新一代综合电子系统,为DRO卫星稳定运行筑牢技术根基。
DRO综合电子系统产品图
DRO卫星综合电子系统功能组成图
高可靠设计:创新采用多核异构计算架构与多级冗余容错技术,融合芯片加固设计以及国产化抗辐射芯片,搭配智能故障预测算法,确保系统在太阳同步轨道、DRO轨道及共振轨道等复杂环境下稳定运行。即便穿越38万公里的“死亡线”,身处极端辐射与超低温环境,依然能维持可靠运转。
低成本设计:凭借模块化硬件平台与通用化软件接口设计,实现核心部件批量生产与快速迭代。同时,依托国产供应链替代高价进口器件,单套系统成本降低超40%,系统性价比大幅提升。
模块化应用:基于OpenVPX(VITA46/48/65)标准构建,电源管理(VITA62)、高速互连、机械结构及导冷散热(VITA48.2)均遵循标准化设计,为OpenVPX标准产品首次成功应用于深空探测任务。该系统在超高带宽、可靠性与灵活扩展性上优势突出,可适配多类深空探测任务需求,极大缩短卫星研制周期。
应对突发危机,彰显设备可靠性
2024年3月,DRO-A/B卫星因火箭异常,被送入远地点仅13.4万公里的“死亡轨道”,远低于预定29.2万公里轨道。危急时刻,项目组迅速组建应急小组,国科环宇DRO卫星综合电子系统总指挥余胜洋、项目经理仇奔棨等同事第一时间赶赴北京飞控中心参与故障处理方案制定。综合电子系统作为卫星的核心系统,准确判断并识别双星状态,项目组积极配合姿轨控分系统进行参数和故障分析,发现双星组合体以每秒200度的角速度高速旋转且帆板受损严重。经总体会诊,制定出减弱双星旋转和交替喷气推进方案,并开展程序重构。整个应急处置期间,综合电子系统在能源控制、指令转发、程序重构等多重任务中实现零失误,圆满执行轨道控制、载荷运控等任务,充分彰显系统卓越性能与可靠性。
引领标准制定,展望航天未来
国科环宇研制的基于OpenVPX标准的卫星综合电子系统,推动了航天行业电子系统接口标准化工作,并率先推出“即插即用”型硬件模块库。这一创新举措有望将卫星综合电子系统研制周期压缩至6个月以内,引领产品朝着标准化、模块化、低成本和低功耗方向大步迈进,为我国航天事业高效推进与可持续发展提供坚实有力支撑。
结语
基于OpenVPX标准的卫星综合电子系统在DRO轨道成功运行,标志着我国标准化卫星综合电子系统在深空探测领域实现了新的重大突破。这一成果丰富了基于OpenVPX标准的高可靠、低成本、低功耗自主可控产品生态。目前,OpenVPX标准卫星综合电子系统产品已覆盖低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球静止轨道(GEO)以及地月远距离轨道逆行(DRO)等多种轨道,经受住各种复杂环境考验,展现卓越适应性与可靠性,为我国航天事业腾飞持续注入强劲动力。
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