隨著我國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)，新質(zhì)航天裝備對精確、穩(wěn)定、敏捷等指標(biāo)提出了更高要求。502所研制的“三超”控制系統(tǒng)具有“超精、超穩(wěn)、超敏捷”的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)衛(wèi)星平臺姿軌控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在星體與星載相機(jī)之間增加主動(dòng)振動(dòng)抑制隔離和精確指向系統(tǒng)，通過集中消除、多級協(xié)同的方式，實(shí)現(xiàn)了航天器精確、穩(wěn)定、敏捷指標(biāo)的跨代提升。

在“三超”技術(shù)的加持下，可以控制衛(wèi)星以相較于之前數(shù)倍的速度指向特定目標(biāo)、區(qū)域并快速穩(wěn)定下來，讓相機(jī)拍得又準(zhǔn)、又快、又清楚，從而大幅提升衛(wèi)星在軌成像質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)任意航跡、同軌多條帶拼幅、垂軌斜條帶正反拼幅、同軌多目標(biāo)成像、同軌多角度立體成像、曲線目標(biāo)成像等多種動(dòng)中成像新模式，進(jìn)一步拓寬了衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，讓“一星頂多星”。

“三超”系統(tǒng)的優(yōu)異表現(xiàn)離不開高精尖技術(shù)和產(chǎn)品的支撐——軟件方面可總結(jié)為“三智”，即智能復(fù)合控制、智能圖像處理、智能自主任務(wù)規(guī)劃；硬件方面，包括502所全自主研發(fā)的測微敏感器、電渦流位移傳感器、指向隔振機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵產(chǎn)品，其中的高精度傳感器可實(shí)現(xiàn)毫秒級高帶寬采集的同時(shí)，達(dá)到亞毫角秒量級測角分辨率、亞微米量級測距精度高精度采集。

2021年6月，應(yīng)用“三超”控制技術(shù)的北京三號衛(wèi)星成功發(fā)射。“三超”系統(tǒng)助力衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了在距離地面500公里軌道上對地拍照5米以內(nèi)的無控定位精度，突破了各種地形高精度立體測繪的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星在僅42秒內(nèi)拍攝3800平方公里面積的跨代升級表現(xiàn)。

502所研制團(tuán)隊(duì)將持續(xù)優(yōu)化“三超”系統(tǒng)產(chǎn)品性能，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)一步提高我國空間遙感科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用水平。

2024年6月，嫦娥六號攜帶的“移動(dòng)相機(jī)”，自主移動(dòng)并成功拍攝、回傳著陸器和上升器合影，為嫦娥六號任務(wù)留下了珍貴歷史記錄。拍攝這幅照片的是502所設(shè)計(jì)研制的月面自主智能微小機(jī)器人，被命名為“金蟾號”。

面向我國深空探測重大戰(zhàn)略任務(wù)需求，502所此前牽頭完成了國家科技創(chuàng)新2030——新一代人工智能重大項(xiàng)目“地外探測無人系統(tǒng)自主智能精準(zhǔn)感知與操控”研究，在智能感知、識別、理解與操控等方面取得了系列成果。為推動(dòng)成果在實(shí)際工程中的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，502所研發(fā)自主智能微小機(jī)器人，集成了地外探測智能感知與操控技術(shù)的相關(guān)研究成果。經(jīng)工程總體批準(zhǔn)，利用嫦娥六號著陸器的配重資源，將自主智能微小機(jī)器人搭載在嫦娥六號著陸器上著陸月球，自主實(shí)施對著陸器和上升器的攝影和圖像回傳任務(wù)。

月面自主智能微小機(jī)器人重量雖不足5公斤，卻集成了結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、智能計(jì)算與通信、感知導(dǎo)航與控制、電源與供配電管理、熱控及智能軟件等系統(tǒng)，具備全自主導(dǎo)航、控制、感知、規(guī)劃、移動(dòng)、成像功能，并實(shí)現(xiàn)了自身能源供應(yīng)與全生命周期生存保障。

“金蟾號”是世界上首個(gè)5公斤級且具有自主智能能力的地外探測移動(dòng)機(jī)器人，其在嫦娥六號任務(wù)中的成功搭載應(yīng)用，標(biāo)志著航天領(lǐng)域人工智能技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)走向工程任務(wù)應(yīng)用，對推動(dòng)我國深空探測領(lǐng)域人工智能技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

電推進(jìn)系統(tǒng)具有小推力、高比沖等特點(diǎn)，通過小推力長時(shí)間工作輸出，給衛(wèi)星提供所需的足夠速度增量，可大幅減少衛(wèi)星推進(jìn)劑的攜帶量，是衛(wèi)星先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一。

2016年，502所敏銳察覺到了國內(nèi)商業(yè)航天發(fā)展的需求，以所內(nèi)研發(fā)方式開展了低功率霍爾推進(jìn)技術(shù)的研究。研制團(tuán)隊(duì)先后突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并率先與商業(yè)航天領(lǐng)域展開合作，開發(fā)了國內(nèi)首套200瓦級霍爾電推進(jìn)產(chǎn)品，奠定了該所百瓦級霍爾電推進(jìn)的研制基礎(chǔ)。

2019年，在充分調(diào)研用戶需求的基礎(chǔ)上，502所制定了商業(yè)航天霍爾電推進(jìn)型譜規(guī)劃，加大投入開發(fā)了通用化的300瓦和600瓦霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)。2020年以來，502所先后為用戶交付百瓦級電推進(jìn)系統(tǒng)近百余套，目前在軌飛行25套。2024年4月，采用600瓦霍爾電推力器的三顆衛(wèi)星同時(shí)完成在軌連續(xù)500小時(shí)點(diǎn)火，圓滿完成了衛(wèi)星軌道提升，標(biāo)志著百瓦級霍爾電推進(jìn)產(chǎn)品逐步走向成熟。在此基礎(chǔ)上，502所還開發(fā)了1.35千瓦和5千瓦磁聚焦霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)，完成了超7000小時(shí)地面點(diǎn)火考核試驗(yàn)。

近年來，面向高性價(jià)比需求，502所開發(fā)新一代氪工質(zhì)霍爾電推進(jìn)單機(jī)及系統(tǒng)，2023年以來先后完成了三款氪氣霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)研制，并完成了4000小時(shí)的單機(jī)地面鑒定點(diǎn)火試驗(yàn)。

隨著商業(yè)航天的發(fā)展，502所霍爾電推系列產(chǎn)品所具備的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、低成本和快速批產(chǎn)交付，以及體積小、重量輕、應(yīng)用靈活等特點(diǎn)將為更多的用戶所接受，迎來更加廣闊的市場空間。