概述空間碎片的嚴(yán)峻形勢和碎片減緩領(lǐng)域未來趨勢,梳理國內(nèi)外小衛(wèi)星星座計劃,介紹衛(wèi)星離軌規(guī)范問題最新進(jìn)展;提出空間增阻薄膜結(jié)構(gòu)技術(shù)因成本低、技術(shù)成熟度高,對不同規(guī)格低軌道類航天器具有很好適用性,最易于推廣應(yīng)用于空間碎片減緩;對空間增阻薄膜結(jié)構(gòu)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行梳理,并提出空間增阻薄膜結(jié)構(gòu)主要關(guān)鍵技術(shù),對增阻薄膜結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計技術(shù)、長壽命材料技術(shù)、折疊展開技術(shù)和低成本設(shè)計技術(shù)等進(jìn)行分析。分析表明,未來星座計劃迅速發(fā)展將進(jìn)一步加劇空間碎片嚴(yán)峻形勢;現(xiàn)有的碎片減緩規(guī)則不能滿足要求,新的規(guī)則將很快推出,對增阻離軌薄膜結(jié)構(gòu)技術(shù)提出了迫切需求;目前空間增阻薄膜結(jié)構(gòu)的主要關(guān)鍵技術(shù)都取得了突破,并已完成搭載驗證,具備用于衛(wèi)星離軌的條件。 

【文章來源】：機械工程學(xué)報. 2020,56(13)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

近5年全球成功入軌小衛(wèi)星數(shù)量

NanoSail-D任務(wù)目的是測試并演示驗證大型、低質(zhì)量、大面積的薄膜帆的離軌能力[6]，如圖2所示。這種離軌能力可用于攜帶結(jié)束任務(wù)的衛(wèi)星和空間碎片重返大氣層并完全燃燒。NanoSail-D是一個基于立方星平臺的正方形薄膜帆面，帆面面積10 m2，采用單面鍍鋁聚酰亞胺薄膜材料制備，支撐桿采用彈性碳纖維薄壁桿，截面呈人字形，卷繞收攏，依靠應(yīng)變能釋放帶動帆面展開，結(jié)構(gòu)簡單輕便[7]。飛行驗證系統(tǒng)采用被動姿態(tài)穩(wěn)定，利用永磁鐵定向在磁力線方向上，然后依靠大氣阻力將薄膜帆飛行器被動穩(wěn)定在最大拖拽力姿態(tài)上[8]。2010年11月19日，NanoSail-D薄膜帆飛行器發(fā)射升空，被發(fā)送到離地球330～685 km的軌道上，于2011年1月20日展開；2011年12月，在超期工作之后，NanoSail-D重新進(jìn)入大氣層并燒毀。美國行星協(xié)會“Light Sail”項目研制了一個規(guī)格為3U(10 cm×10 cm×30 cm)的立方體衛(wèi)星[9](Cube Sat)，如圖3所示�！癓ight Sail”由四個三角形的帆板組成[10]，展開面積約為32 m2，材料為聚酯薄膜，整星重量約為10 kg。2015年5月20日，“LightSail”薄膜帆航天器發(fā)射升空，進(jìn)入高度為800 km的預(yù)定軌道，成功進(jìn)行了薄膜帆的在軌展開試驗，在稀薄大氣阻力的作用下，薄膜帆展開7天后就再入大氣層并燒毀。

美國行星協(xié)會“Light Sail”項目研制了一個規(guī)格為3U(10 cm×10 cm×30 cm)的立方體衛(wèi)星[9](Cube Sat)，如圖3所示�！癓ight Sail”由四個三角形的帆板組成[10]，展開面積約為32 m2，材料為聚酯薄膜，整星重量約為10 kg。2015年5月20日，“LightSail”薄膜帆航天器發(fā)射升空，進(jìn)入高度為800 km的預(yù)定軌道，成功進(jìn)行了薄膜帆的在軌展開試驗，在稀薄大氣阻力的作用下，薄膜帆展開7天后就再入大氣層并燒毀。2.2 英國

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小衛(wèi)星和微納衛(wèi)星應(yīng)用現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 陸震.  兵器裝備工程學(xué)報. 2018(06)
[2]2017年全球小衛(wèi)星發(fā)展綜述[J]. 何慧東,付郁.  國際太空. 2018(02)
[3]小衛(wèi)星技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J]. 何異舟.  電信網(wǎng)技術(shù). 2017(10)
[4]2016年全球小衛(wèi)星發(fā)展回顧[J]. 何慧東.  國際太空. 2017(02)
[5]國外太陽帆薄膜材料選擇及帆面展開方式研究進(jìn)展[J]. 陳羅婧,王沫,呂秋杰,胡鑫.  空間電子技術(shù). 2015(03)
[6]IKAROS太陽帆的關(guān)鍵技術(shù)分析與啟示[J]. 沈自才,張帆,趙春晴,劉宇明,丁義剛,牟永強.  航天器工程. 2012(02)

碩士論文
[1]立方體衛(wèi)星制動帆離軌裝置的設(shè)計與研究[D]. 曾玉堂.南京理工大學(xué) 2017



本文編號：3430594