精仪馆空间精密感知展区

03.空间精密感知与智能微系统（展览）

展区展示了清华大学精密仪器系尤政院士团队在空间光学姿态测量与智能微系统领域的系列成果。这些研究首先要解决的问题，是如何准确测量卫星在空间中的朝向。展柜下排的星敏感器通过拍摄恒星图像、识别恒星并与星表匹配，计算卫星姿态，为遥感成像、天文观测等任务提供精确的指向依据。由于恒星信号微弱，仪器前端配置了长筒状遮光罩，以减小太阳光、地球反射光等杂散光的干扰。与之配合的太阳敏感器则测量太阳相对于卫星的方向，为姿态调整和太阳能帆板定向提供数据。围绕这些测量需求，团队将光学设计、图像识别算法与精密标定技术相结合，研制出适应不同航天任务的小型化、低功耗测量仪器。

在此基础上，团队进一步将微型测量仪器集成到微纳卫星中，展柜上方的卫星模型展示的正是这一研究方向。在卫星运行过程中，光学敏感器提供方向信息，微型陀螺测量转动速度，磁强计测量周围磁场；控制系统综合这些数据确定卫星姿态，并驱动执行机构完成调整。团队研制、于2015年发射的“纳星二号”是这一方向的代表成果。其搭载了纳型星敏感器、微型太阳敏感器、MEMS陀螺和磁强计等设备，用于检验微型器件在真实空间环境中的性能。通过整星集成与在轨试验，研究人员能够验证地面设计和测试的结果，进一步改进器件性能，为小型卫星的精确测量和稳定运行提供支持。