針對(duì)嫦娥四號(hào)中繼衛(wèi)星動(dòng)量輪頻繁噴氣卸載對(duì)其使命軌道Halo軌道的擾動(dòng)問(wèn)題,定性分析了衛(wèi)星角動(dòng)量累積規(guī)律和動(dòng)量輪卸載對(duì)使命軌道構(gòu)型的影響,給出了動(dòng)量輪卸載前后角動(dòng)量變化量與噴氣卸載等效速度增量的關(guān)系,在角動(dòng)量卸載預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,提出了一種使命軌道維持與動(dòng)量輪卸載聯(lián)合控制方法,通過(guò)偏置維持控制目標(biāo)抵消控后動(dòng)量輪卸載影響,達(dá)到延長(zhǎng)軌道維持控制周期和節(jié)省推進(jìn)劑的目的,給出了控制目標(biāo)偏置量的求解方法。工程應(yīng)用結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性。

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【部分圖文】：

圖1圓形限制性三體問(wèn)題平動(dòng)點(diǎn)示意圖

根據(jù)限制性三體假設(shè),第三體質(zhì)量為m,兩個(gè)大天體質(zhì)量分別為m1和m2,滿足m?m2<m1。在圓形限制性三體問(wèn)題中,存在5個(gè)平動(dòng)點(diǎn)(如圖1所示),其中L1,L2,L3為共線平動(dòng)點(diǎn),L4和L5為三角平動(dòng)點(diǎn)。描述衛(wèi)星在平動(dòng)點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)時(shí)涉及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。以地月系三體系統(tǒng)為例,地月L2點(diǎn)旋轉(zhuǎn)坐....

圖2地月L2點(diǎn)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系示意圖

嫦娥四號(hào)中繼衛(wèi)星承擔(dān)月球背面探測(cè)器與地球之間的中繼通信任務(wù),綜合考慮到月掩、星器可見(jiàn)性等幾何條件影響,其使命軌道類型采用地月L2點(diǎn)Halo軌道(如圖3所示),在地月L2點(diǎn)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中其x方向振幅約1.2萬(wàn)km,y方向振幅約3.6萬(wàn)km,z方向振幅約1.3萬(wàn)km,光照時(shí)間比例接近1....

圖3地月L2旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系Halo軌道形狀示意圖

圖2地月L2點(diǎn)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系示意圖1.2Halo軌道動(dòng)力學(xué)方程及求解方法

圖4星體坐標(biāo)系(左)及動(dòng)量輪布局(右)

太陽(yáng)光壓是嫦娥四號(hào)中繼衛(wèi)星長(zhǎng)期在軌穩(wěn)定飛行的主要干擾源之一,太陽(yáng)光壓相對(duì)應(yīng)的壓心和衛(wèi)星質(zhì)心不重合時(shí),會(huì)產(chǎn)生太陽(yáng)光壓力矩,這是干擾中繼衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定性的最主要干擾力矩。嫦娥四號(hào)中繼衛(wèi)星采用由偏置動(dòng)量輪組成的整星零動(dòng)量方案,即在各軸安裝偏置動(dòng)量輪,在合成動(dòng)量反方向設(shè)置對(duì)稱動(dòng)量輪,如圖4....

本文編號(hào)：3972834