[科普中国]-重力场与稳态洋流探测器卫星

概况

“重力场与稳态洋流探测器”（Gravity Field and Steady - State Ocean Circulation Explorer，GOCE）卫星，是欧洲航天局（ESA）独立发展的地球动力学和大地测量卫星，是全球首颗用于探测地核结构的卫星。

GOCE的主要科学目标是高精度、高分辨率测量全球静态重力场。具体目标包括：更深刻地了解地球内部物理结构，包括与地球动力学相关的岩石圈、地壳组成，以及流变学等；大地水准面（海水静止时形成的等位面）的精度达到厘米级；获取重力梯度数据和卫星 - 卫星跟踪数据。

泰雷兹·阿莱尼亚航天公司（意大利）是GOCE卫星的主承包商。2009年3月17日，GOCE卫星从俄罗斯普列谢茨克发射场由俄罗斯的“隆声”运载火箭发射。1

主要性能参数GOCE卫星运行在高度250km、倾角96.7°的太阳同步低地球轨道，设计寿命20个月。卫星质量约1050kg，长5.307m、宽2.366m、横截面面积1.1㎡。卫星采用三轴稳定控制方式，太阳电池功率1.3kW，卫星采用78A·h锂离子电池。卫星测控采用S频段，上行数据传输速率为4kbit/s，下行数据传输速率高达1.2Mbit/s。

GOCE卫星主要有效载荷包括“静电重力梯度仪”、“卫星 - 卫星跟踪设备”、“激光反射器”、“标准辐射监测仪”、多模双频全球定位系统 - 格洛纳斯系统（GPS - GLONSS）接收机等，以及用于卫星姿态与轨道控制的星敏感器、离子推进系统等，其中“静电重力梯度仪”和“卫星 - 卫星跟踪设备”是GOCE卫星的核心有效载荷。2

静电重力梯度仪“静电重力梯度仪”由法国国家航空航天研究局（ONERA）研制，泰雷兹·阿莱尼亚航天公司制造。“静电重力梯度仪”的作用一是进行重力梯度测量，二是作为无阻力姿态控制系统的主敏感器。静电重力梯度仪质量150kg，功率75W，采用被动热控系统。1

卫星 - 卫星跟踪设备“卫星 - 卫星跟踪设备”是适用于低地球轨道环境的先进GPS接收机，其任务目标是同时最多跟踪12颗GPS卫星信号，精确地测量重力场。另外，“卫星 - 卫星跟踪设备”还能为卫星精密定轨提供数据。

“卫星 - 卫星跟踪设备”是基于LAGRANGE型接收机结构的航天器专用组合GPS接收机，具有12个双频信道，可接收GPS卫星L1和L2频段的信号。接收机质量5.35kg，GPS天线质量0.49kg，电缆质量0.225kg，功率小于33W。1

其他另外，离子推进系统由欧洲航空航天防务集团阿斯特里姆德国公司研制，质量17.5kg，尺寸300mm×250mm×200mm。激光反射器用于精确轨道确定，总质量为2.5kg。1