在結構構成極為精密復雜的衛星內部,微振動無法避免、十分難控,載荷幾乎不可能時刻保持穩定,在幾百甚至幾千公里的太空中,衛星載荷一次微小的振動,都會差之毫厘,謬以千里。所以,載荷控制精度指標一直難以實現數量級提升。
團隊采用“無線能量傳輸”技術,研發了基于同軸結構耦合結構的無線能量傳輸系統,可以實現衛星與載荷的物理接觸徹底隔絕。該系統由發射調節器、發射耦合器、接收調節器以及接收耦合器組成。為了將技術應用于衛星以提升載荷精度,團隊解決了動態場景下無線傳能、失諧電路的補償匹配以及大功率電能傳輸等關鍵技術難題。
該衛星無線能量傳輸系統被上海衛星工程(航天 509 所)研究所采用,團隊按照航天規范,聯合上海空間電源研究所(航天 811 所),在已有的原理樣機的基礎上,研制出航天正樣產品,并于 2020 年 10 月完成正樣產品的交付驗收,在 2021 年某月裝備在高分辨試驗衛星發射上天。據了解,該衛星是首顆搭載無線能量傳輸技術的試驗衛星,具有重大的意義。
近年來中國高分辨率對地觀測衛星的指標要求越來越高,衛星平臺技術升級也迫在眉睫。傳統衛星平臺雖然通過各種手段提高載荷穩定性,但因為載荷 ( 相機等 ) 固定在衛星上,衛星稍有抖動,相機載荷就可能拍下模糊的照片。
團隊研制的衛星無線能量傳輸系統可以有效地解決衛星平臺的精度問題,考慮到未來高分辨率的衛星需求極大,同時衛星指向精度的技術迫切需要升級,因此,該無線能量傳輸技術在航天應用的市場相當廣闊。
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