实践五号卫星任务有效载荷包括三部分:空间环境测量有3台设备,分别用于测量空间电子、质子及重粒子和星内外辐射计量;单粒子效应及对策研究试验有5台设备,分别进行单粒子事件检测、单粒子屏蔽效应、单粒子事件翻转、单粒子事件综合效应和单粒子锁定等试验;空间微重力试验为两个液池,分别进行微重力和低重力环境下的流体对流试验。在进行上述试验的同时,兼顾进行新型航天器的技术试验。由于卫星是采用公用平台思想开发的,该任务的完成意味着小卫星公用平台的建立。
实践五号卫星平台由8个分系统组成,分别为结构与机构、热控、姿控、电源、测控、天线、星务管理、总体电路分系统。
卫星在设计上充分采用了计算机技术,整星由星务分系统的中心计算机进行统一资源管理,在遥控单元、遥测单元及姿控、电源和总体电路分系统中均设有下位机,形成主从式工作方式。
卫星有3种控制模式,第1种是对日定向三轴稳定,以满足流体科学试验10-4g微重力要求;第2种是对日定向自旋稳定模式,以满足流体科学试验第二工况和单粒子试验的要求;第3种是利用冷气、偏置动量轮建立和保持对地定向三轴稳定,进行小卫星公用平台技术试验。
星上电源采用太阳电池阵与CdNi电池组联合供电方案。测控采用S波段体制。热控以被动控制为主,主动为辅的方案。卫星结构除对接环、顶板外,全部采用铝蜂窝、铝蒙皮形式。
实践五号卫星整星构型呈六面体形式,尺寸为1.2m×1.1m×1.04m。为了适应运载限制包络,星体顶部切掉两个棱边。星体底部是对接环,用以实现与运载的对接。星体两侧布放两翼太阳电池阵,收拢状态最大直径1.789m,高度1.04m。卫星与运载是通过包带进行连接,包带直径660mm。
中国在“实践五号”(SJ-5)卫星上首次应用并通过考验的星务管理系统,是实现卫星运行管理、自主控制、信息传送以及星地大回路操作的综合自动化系统。它是由计算机网络来协调、控制星上各种功能部件的相互联系,完成包括信息流、动作流、能量流的动态作业所形成的一种星载柔性服务系统。它具备有如下主要技术创新点:构成整星多级控制;引入内嵌式管理执行单元;星上现场网络技术;构造硬件和软件的封装技术;利用商用实时多任务操作系统;兼容型份包遥测技术;复合型遥控和遥操作实现技术;信息多路径的冗余备份和系统重构技术;测试床技术;分级整体辐射加固技术。星务系统的应用既提高了整星自治能力。自动化和智能化水平,又分散了整星失误风险。从而,提高了整星级可靠性和运行功能的有效性。