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国产量子磁力仪和芯片辐射测试仪首发成功

—— 暨实验室“CPT原子磁场精密测量系统”和“空间元器件辐射效应在轨试验平台”随“力箭一号”成功发射

2022年07月27日 星期三 15:56:22

2022年7月27日12时10分,中国科学院首发火箭“力箭一号”在酒泉卫星发射中心成功发射,将空间新技术试验卫星(SATech)等六颗卫星成功送入预定轨道,发射任务圆满成功。实验室牵头研制的“CPT原子磁场精密测量系统”和“空间元器件辐射效应在轨试验平台”随SATech一同发射入轨。

“CPT原子磁场精密测量系统”由CPT原子磁力仪、AMR磁阻磁力仪、NST星敏感器、新型多级套筒式无磁伸展臂(伸杆)组成,可实现全球地磁矢量和标量高精度测量。其中,CPT原子磁力仪为基于原子相干布局俘获量子效应的量子磁力仪(Coherent Population Trapping,CPT),具有准确度高、无测量死区和环境适应强等特点,天气室研制团队多年来突破了双暗态CPT量子效应磁场测量技术、多频微波调制激光源技术、全光学无磁传感器技术、数字化电路集成技术和全自动化控制技术等多项关键技术。此次成功发射,国产量子/原子磁力仪首次进入宇宙空间,是我国“量子传感与精密测量”领域的一个里程碑,对实现我国宇航级标量磁力仪自主可控具有重要意义。该载荷由实验室太阳系探测研究室、空间中心复杂航天系统与电子信息技术重点实验室,以及中科院沈阳自动化研究所空间自动化技术研究室,在短短10个月内克服了诸多困难,成功完成了该分系统级载荷的研制。卫星入轨后,“CPT原子磁场精密测量系统”将伸杆展开、在轨测试,获取空间磁场矢量和标量数据,完成首次空间应用技术验证。

图1 CPT原子磁场精密测量系统(伸杆收拢状态)

图2 CPT原子磁场精密测量系统(伸杆展开状态)

“空间元器件辐射效应在轨试验平台”(即国产芯片辐射测试仪)面向我国宇航器件和芯片自主可控的国家发展战略和迫切需求,以及COTS器件大规模空间应用的发展趋势,提供通用型、批量化的国产元器件和芯片空间抗辐射性能在轨测试和验证。该仪器基于模块化、集成化和系统化设计,实现多器件、多模式、多数据来源处理的综合测试仪器,将打破我国目前宇航器件零散搭载在轨测试的低效现状,满足各类元器件和芯片的单粒子效应、总剂量效应等空间辐射效应的“快速响应”、“即插即用”的在轨测试要求。本次任务将完成该“国产芯片辐射测试仪”载荷的首次在轨应用,同时实现院内外多家单位研制的逻辑、存储、功率和接口等多款国产宇航器件的首飞验证。该载荷由实验室空间天气效应中心完成。

图3 空间元器件辐射效应在轨试验平台(即国产芯片辐射测试仪)载荷



 

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