首次采用
“动静隔离非接触”总体设计新方法
中国航天科技集团八院相关负责人介绍 ， 传统卫星采用平台舱和载荷舱固连的设计方法 ， 因此平台舱活动部件的振动不可避免地会传递至载荷舱 ， 造成载荷舱内望远镜观测质量的下降 。
此次“羲和号”卫星研制团队在国际上首次采用了“动静隔离非接触”总体设计新方法 ， 将飞轮、太阳帆板等微振动源集中于平台舱 ， 将太阳Hα光谱仪放置于载荷舱 ， 并首次在轨应用磁浮控制技术和执行机构将平台舱与载荷舱进行物理隔离 。
“磁浮作动器”是磁浮控制重要的一环 ， 也成为了“羲和号”载荷舱的“维稳担当” 。 中国航天科技集团八院相关负责人介绍 ， 为了让磁浮作动器拥有高精度、大带宽、自身无干扰等能力 ， 团队采用闭合磁路优化设计 ， 成功实现了磁场高均匀性 ， 达到了大带宽隔离平台舱挠性与微振动干扰的效果；通过低噪声、低纹波、高精度功放驱动电流精密控制 ， 实现了超高精度驱动电流输出 ， 控制精度较传统方式高出两个数量级 ， 确保了太阳空间望远镜等载荷可获得超静、超稳的工作环境 ， 极大拓展了望远镜等载荷的探测能力和适用范围 。
首次提出
“载荷舱主动控制、平台舱从动控制”
作为中国卫星史上第一位太阳专属“摄像师” ， 研究人员为“羲和号”的太阳Hα光谱仪设计了很多观测方式 ， 有时需要对太阳进行平场定标 ， 即需要控制卫星姿态依次指向太阳圆盘的9个不同区域；有时需要控制卫星姿态对太阳进行连续的摆扫观测；有时需要对卫星进行暗场定标 ， 即控制卫星姿态指向空间特定区域 。
“平台舱好比是飞机 ， 控制分系统就是驾驶员 ， 需要保证飞机稳定运行在航线上 ， 载荷则是乘客 。 ”中国航天科技集团八院控制所“羲和号”卫星平台舱控制分系统行政指挥林荣峰打了个比方 ， 尽管“乘客”很挑剔 ， 但研发团队通过5种不同的指向模式设计 ， 及时响应和切换 ， 使平台舱可以轻松应对载荷的多种工作需求 ， 保证对太阳的稳定连续观测 。
此外 ， “羲和号”的载荷舱和平台舱具备锁定和解锁两种状态 。 “当两舱锁定时 ， 对平台舱的控制实际上就是对整星的控制 。 但一旦两舱解锁 ， 情况就大不相同了 。 ”中国航天科技集团八院控制所“羲和号”卫星平台舱控制分系统技术负责人聂章海说 ， “载荷舱与平台舱存在相对运动 ， 平台舱必须实时跟踪载荷舱 ， 但两舱间隙只有5毫米 ， 平台舱在跟踪载荷舱运动时还要注意绝对不能让两舱之间发生碰撞 。 ”
如何实现两舱协同控制？无数次的攻关、测试后 ， “羲和号”在国际上首次提出了“载荷舱主动控制、平台舱从动控制”的新方法 ， 解决了两舱姿态和位置动力学耦合问题 ， 实时、动态地将姿态控制力和位置控制力分配至对应的大带宽超高精度磁浮作动器 ， 实现了两舱的稳定控制 。
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