12月13日，我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”*批科学图像发布。这批图像实现了多项国内外*次，并在轨验证了三台有效载荷的观测能力和先进性。
下图为FMG在轨观测的局部单色像和磁图（右边）与怀柔地面全日面磁场望远镜对同一时间同一日面区域观测的结果（左边）对比。
下图为FMG观测到的2022年11月6日00:50:15UT局部纵向磁图（右边）与同一时间美国HMI/SDO观测结果（左边）的对比。
我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”——先进天基太阳天文台（ASO-S）于2022年10月9日在酒泉卫星发射中心发射升空，开启对太阳的探测之旅。作为中国科学院空间科学先导专项之一的“夸父一号”卫星，2017年上半年完成立项综合论证后，经历18个月的方案设计阶段、20个月的工程初样阶段和18个月的工程正样阶段，目前已发射到高度为720公里的太阳极轨，设计寿命不少于4年，随即卫星和各单机按计划依次开机，此后进入4至6个月的在轨测试。
“夸父一号”的科学目标总结起来是“一磁两暴”。“一磁”指的是太阳磁场，“两暴”指太阳上两类最剧烈的爆发现象 — 耀斑爆发和日冕物质抛射，即观测和研究太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射的起源及三者之间可能存在的因果关系。
“夸父一号”上共安排三个主要载荷：全日面矢量磁像仪(Full-disc vector Magneto Graph，简称 FMG)用来观测太阳光球矢量磁场；太阳硬X射线成像仪(Hard X-ray Imager，简称 HXI)用来观测太阳耀斑非热物理过程；莱曼阿尔法太阳望远镜(Lyman-alpha Solar Telescope，简称 LST)主要用来观测日冕物质抛射的形成和早期演化。
FMG能够对全日面的太阳磁场进行矢量测量。常规观测的时间分辨率为2分钟，在快速模式下，能够在40秒钟得到一幅全日面的矢量磁场。可以长时间、不间断地对日进行观测。
空间天文观测中，由于卫星运动和其它控制执行机构引起的望远镜的抖动，会造成观测图像的模糊。为了保证在足够的曝光时间内得到高信噪比、高分辨率的图像，必须设计利用快速补偿装置实时稳定光轴，减小和消除像移。在太阳观测的光路中，通过引入高刚性、高分辨率、响应速度快、基于压电陶瓷致动的压电快反镜及配套驱动控制器，与其它设备一起构成“高精度稳像系统”，使图像稳定度达到星载技术要求。
芯明天的宇航级压电快反镜、压电驱动控制器作为FMG稳像系统中的关键器件，产品经过原理样机、鉴定机、正样机三个阶段的多轮论证、评审与改进；历经上星产品的环境试验、电磁兼容试验、可靠性试验；克服因**疫情所带来的诸多不便，产品正样于2022年4月正式交付。
下图中为芯明天压电快反镜及压电驱动控制器。
压电快反镜（也称压电偏转镜）是指将PZT压电陶瓷集成于机械柔性铰链，再将除运动面外的其他整个结构封装进机械外壳，从而能够产生偏转运动的运动平台产品。它将PZT压电陶瓷的直线微米级（μm，1μm=0.001mm）的运动，转换为机械部件的毫弧度级（mrad，17mrad≈1°）偏转运动。反射镜片安装于压电偏转镜的运动台面上，压电快反镜运动台面的偏转带动反射镜的偏转运动。根据压电偏转镜的运动维度，一般可分为三类，即一维θx轴偏转运动、二维θxθy偏转运动、三维θxθy偏转及Z向运动。θx偏转运动即是沿着X轴线进行旋转的运动。一维θx压电偏转镜分为两种结构，一种为单个压电促动器驱动、单铰链支撑型，铰链确定了轴心点，并加倍了作用于压电促动器的预紧力。该结构的优点是结构简单、体积小巧、性价比高。另一种为双压电促动器驱动型，即由两支陶瓷促动器的推拉运动来驱动平台台面偏转，这种结构的优点是可承载更大，不受工作环境温度变化的影响。
二维压电偏转镜是基于平行运动学设计，具有共面轴及移动面。四个执行机构为四支压电促动器，以90°角平分放置，成对的差分控制分布。两对差分驱动压电促动器在较大温度范围内提供最高可实现的角度稳定性。它的偏摆运动是由两对压电促动器以推拉模式来实现，采用桥式连接电路控制。
三维压电偏转镜是三脚驱动方式，在较大的温度范围内提供了*优化的角度稳定性。这种平台的设计具有几个优势：体积更小巧；两轴具有相同的大小及相同的动态性能；更快的响应及更好的线性度。它也防止了偏振旋转。内部三支压电陶瓷促动器是由三通道控制器来分别单独驱动以产生俯仰/偏转运动或同时并联驱动以产生直线升降运动。
压电陶瓷（PZT）致动器利用逆压电效应的原理，当可调节的电压信号作用到压电陶瓷上，可产生相应的微位移运动，具有高频响、高精度、无磁场等优点。通过机构并联的结构方式，实现结构简单、尺寸小巧、分辨率高、响应速度快、发热少、易于控制、位移重复性好等特点。
双级压电陶瓷驱动控制技术
作为“夸父一号”FMG稳像系统的关键部件，对压电快反镜可靠性与使用寿命提出相当高的要求。芯明天通过对压电快反镜多年的摸索，通过科研人员的技术创新，开创性地研制了一款适用于航天的、具有双级控制的高可靠压电快反镜，两级驱动可独立控制，互不干扰。
压电快反镜的抗力学加固
航空、航天设备对产品抗冲击、振动的能力要求较为严格，为降低由于苛刻的力学条件对压电陶瓷造成的损伤，芯明天压电快反镜增加与优化了抗力学设计。
材料、制造工艺的摸索及产品国产化
压电快反镜的构件，对加工精度要求较高，加工工艺复杂、周期长。为克服上述问题，芯明天建立了自己的“微精加工中心”，金属零部件自行加工，同时摸索出了一套包括压电快反镜及其它压电致动产品的国产化材料的选取、加工、修磨等工艺流程与实施方法，产品知识产权自有、打破同类产品的国外技术垄断、提高纳米运动测量与控制产品的国产化率。
随着空间光电技术与光学系统的发展，基于压电陶瓷致动的压电快反镜，被越来越多地应用在星载光学成像系统、卫星激光通信中。近几年来，主打自有知识产权及国产化的芯明天压电快反镜系列产品，目前已在多颗卫星上得到应用，有搭载激光通信系统的低轨卫星、搭载激光通信系统的高轨卫星、搭载成像仪的低轨卫星、搭载磁象仪的低轨卫星、搭载导航系统的高轨卫星以及其他商业卫星等。芯明天已形成涵盖工业级*品级、宇航级多个系列的高可靠性压电偏转镜与驱动控制产品。
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