对航天器来说，姿轨控系统被称为“太空方向盘”，在飞行中发挥着非常关键的作用。今年6月14日成功发射的张衡一号02星，是最后一颗搭载CAST2000平台姿轨控系统1.0版本的卫星。如今，它正在轨稳定运行，再次展现了这套“太空方向盘”的性能与实力，也标志着我国CAST2000平台姿轨控系统“1.0时代”圆满收官，正全面迈向“2.0时代”。这一跨越的背后，凝聚着中国航天科技集团有限公司五院502所始终如一的坚守，也体现了航天人以质取信、以新图强的不懈追求。

自2000年启动研制以来，CAST2000平台姿轨控系统历经技术迭代与创新，圆满完成了我国30余颗卫星的太空探索任务。这些卫星不仅有高分辨率对地观测卫星、海洋水色观测卫星等重要型号，还包括张衡一号、委内瑞拉遥感卫星一号和二号等国际业务卫星。25年来，该姿轨控系统为我国小卫星技术的跨越式发展奠定了坚实基础。

“标准配置”的诞生

1995年，我国小卫星控制系统还处在“蹒跚学步”阶段，精度不足、稳定性欠佳成为性能瓶颈。五院502所工程师们一场历时5年的攻关，催生了CAST2000平台姿轨控系统的最初构想：要为小卫星打造一套“智慧大脑＋精准四肢”的控制系统。

2000年，系统研制工作正式启动。2004年，作为CAST2000平台首发星的试验二号卫星成功发射，让这个构想成为现实。

在测量上，试验二号卫星拥有了“智慧大脑”，其姿轨控系统首次采用“星敏感器＋陀螺”的组合。星敏感器像卫星的“太空指南针”，能通过识别恒星确定方位；陀螺则如同“平衡感测器”，实时感知姿态变化。这套组合让卫星定姿精度达到前所未有的水平。

在控制上，卫星则像装上了“精准四肢”，采用“整星零动量＋三轴轮控”的方式，通过3个方向的动量轮实时调整姿态，控制稳定度较上一代提升一个数量级。“以前是在颠簸的山路上开车，现在能在光滑的冰面上平稳滑行。”参与研制的工程师形象地比喻道。为了让卫星更精准地调整轨道和姿态，确保其在太空中长期稳定运行，团队还为它配备了单组元推进系统。

此后，这个系统成为30余颗该平台卫星的“标准配置”。

25年技术升级路

CAST2000平台姿轨控系统的进化史，就是一部中国小卫星控制技术的升级史，更是团队求实求是、卓越超越实践历程的见证。

2009年，“智慧大脑”控制计算机换上了更快的处理器，系统运算能力提升30%。2011年，团队首次在小卫星上采用了长寿命二浮陀螺，将平台寿命从3年延长至5年。同年，对标国际先进水平，团队深入挖掘系统边界条件、精细调试参数并优化定姿算法，使卫星的定姿精度提升了约63%。

平台能力显著提升为后续高分辨率对地观测系统的建设奠定了坚实的技术基础。高分一号作为国家高分辨率对地观测系统重大专项的首发星，自2013年4月发射以来仍在轨稳定运行，证明了我国在高精度姿态控制技术等多个关键技术领域的能力。

扎实的技术升级让CAST2000平台姿轨控系统成为真正的“多面手”：在高分卫星上，它能控制卫星精准侧摆拍摄；在海洋监测卫星上，它能保持轨位稳定实现连续观测；在环境减灾卫星上，它适应了不同轨道的控制需求；在张衡一号卫星上，它满足了国际合作的高标准要求。

迈向“2.0时代”

新的使用需求对卫星姿轨控系统提出了更轻、更快、更智能的新要求。CAST2000平台姿轨控系统也迎来了“2.0时代”——小卫星高稳态姿轨控平台应运而生。

与1.0版本相比，2.0版本堪称“脱胎换骨”：采用模块化设计，系统组装更加便捷，可快速适配不同任务需求；核心产品减重40%，提升了发射效率；运算处理能力提升3倍，能支持更复杂的算法，使姿态测量与控制更加精准高效。2.0版本系统性能显著增强，其运算速度、复杂工况适应能力及可靠性均得到提升，既能满足高精度对地观测“稳如磐石”的要求，又能适应星座组网“协同起舞”的需求。

自天绘六号A/B星2023年3月10日成功入轨以来，基于平台2.0版本研制的卫星已有9颗成功在轨飞行，服务于国土资源普查、电磁环境探测、地理信息测绘等领域。

从2000年的初步构想，到2025年的技术跃升，CAST2000平台姿轨控系统的每一次升级，都凝结着航天人对技术和质量的极致追求。那些为CAST2000平台姿轨控系统奋斗过的航天人，有的已两鬓斑白，有的正带着宝贵经验投身新的研发工作中。他们不断追求更精确的控制和更高的可靠性，确保每一颗卫星都能在太空中稳定运行，完成它们的使命，这是航天人追求卓越、勇攀高峰的生动写照，也是五院坚持“技术是立院之本”的有力印证。

（关彬 李艳 孙美娜）