袁春柱 张强 傅丹膺 赵志明 张永强 张永贺

陆文高1 姚远1 李瀛搏1

(1 航天东方红卫星有限公司，北京 100094)

(2 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094)

超低轨道卫星一般是指运行在轨道高度300 km以下150 km以上的卫星[1-2]，在此轨道部署卫星，可大幅缩短载荷与地面的作用距离，从而提升载荷工作效能，降低卫星研制和发射成本。例如对于可见光载荷，由于与地球表面的距离相对短，获取相同分辨率图像相机的焦距与口径也基本按比例缩小。对于微波遥感载荷也类似，功率孔径积随轨道高度的降低而大幅减小，可有效降低合成孔径雷达(SAR)等天线的功率和电口径。目前，美国、日本、欧洲等国家和地区分别开展了超低轨卫星研究，美国提出了“魔鬼鱼”计划，用于高分观测；日本也于2017年发射超低轨测试卫星，获得了高分遥感图像和超低轨大气数据，据报道日本后续将开展超低轨光学微波综合遥感星座建设；欧洲航天局于2009年发射了重力场与稳态洋流探测器，并获取了高精度的重力场测量数据。我国也开展了超低轨卫星的研究，但尚未开展在轨试验。

超低轨卫星在光学、微波、地球物理场、电离层等方面具有明显应用优势，但是长期以来超低轨卫星并没有发展起来，主要原因是随着轨道降低，大气密度急剧增大[3]，轨道环境受大气层影响越发明显，大气阻力摄动、高浓度原子氧环境对卫星影响突出[4]，超低轨卫星的稳定运行极为困难。本文在调研国外超低轨卫星的基础上，梳理了超低轨卫星面临的气动低阻构型设计、电推进技术、超低轨道控制技术、原子氧防护技术等关键技术。……