[發明專利]SPORT時鐘掃描衛星

有效

• 申請號: 201010191529.8
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN101850852A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 楊萱;孟新;鄭建華;劉浩;高東;劉元;張成;孫偉英
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

技術領域

本發明屬于太陽極軌射電望遠鏡計劃(solar?polar?orbit?radio?telescope，簡稱SPORT計劃)提出的衛星構型，具體為一種SPORT時鐘掃描衛星。

背景技術

SPORT衛星是太陽極軌衛星，主要研究日冕物質拋射事件及其傳播和演化，將在太陽極軌上觀測太陽風從太陽表面到地球的傳播過程，揭示太陽風在日地行星際空間的傳播規律，建立和修正行星際空間天氣物理模型和預報模型。為實現這一科學目標，SPORT衛星由一顆母星和8顆子星組成，使用時鐘掃描原理進行科學探測，8顆子星分別為固定在4根分針和4根秒針上，分針和秒針的長度根據子星載荷探測的要求各不相同，分針和秒針的轉速比為：12/11。衛星采用對日定向自旋穩定姿態控制方式，8顆子星沿衛星旋轉方向均勻分布，由于探測原理的需求，母星與子星要保持一定的相對位置關系和運動關系，將用桿狀構架式伸展機構將子星送到遠離母星的位置上。

SPORT衛星構型布局設計的目的及原則，衛星構型布局設計的目的在于為有效載荷在星上的布局提供可視化平臺，確定有效載荷在星上的位置和方向，避免有效載荷間的位置干涉和相互遮擋，觀察有效載荷的工作空間，初步確定科學目標實現的方式，為衛星平臺的結構方案設計提供設計依據。衛星構型布局設計的原則為：適應運載火箭要求；適應軌道條件；滿足有效載荷探測需求；在滿足科學目標實現的前提下，盡量繼承成熟衛星結構平臺構型形式；滿足各分系統對構型和總體布局提出的設計要求；構型有利于設備工作性能的正常發揮，并使各設備之間的機、電、熱互相兼容；考慮總裝的便利性；考慮衛星測試的便利性；考慮作為公用平臺，保證衛星有可擴展的承載能力和可調整的設備安裝空間。

目前SPORT衛星構型布局設計存在的主要的技術問題有：衛星屬于長壽命衛星，在軌運行時間較長，衛星平臺要能裝載大量燃料；衛星是三軸穩定衛星，如何保證在軌運行期間，隨著燃料的減少，保持衛星的穩定性；如何保證伸展臂桿件與衛星姿態不發生耦合響應，伸展臂與伸展臂不發生碰撞；如何在衛星平臺上實現時鐘掃描原理；當衛星在軌運動時，地球、太陽、衛星三者之間的相對位置隨時在變化，為保證與地球的通訊鏈路，對地通訊天線如何固定安裝；以及在運載整流罩包絡的限制下，母星及子星如何設計。

發明內容

本發明的目的在于，為滿足科學探測需求，從而提供一種SPORT時鐘掃描衛星。

為實現上述目的，本發明提供的一種SPORT時鐘掃描衛星，該衛星包含：衛星本體、子星、伸展臂、太陽電池翼、對接環、對地通訊天線和軌控發動機，其特征在于，所述的衛星本體為長方體，其內部為三艙結構，具體包含：推進艙、衛星設備儀器艙和有效載荷艙；

所述的對接環位于衛星底部，用于通過包帶與運載火箭連接；

所述的對地通訊天線通過一套伺服機構與衛星本體相連，發射時收攏鎖緊在衛星側板上，衛星進入轉移軌道后鎖緊裝置釋放天線展開；

所述的伸展臂包含四根秒針伸展臂和四根分針伸展臂，所述的秒針伸展臂和分針伸展臂分別均布在與衛星的自旋軸垂直的兩個平面內；所述的分針伸展臂與衛星本體固定，隨衛星自旋運動旋轉；所述的秒針伸展臂自帶一套旋轉機構，相對分針伸展臂可實現不同轉速的需求；所述的秒針伸展臂和分針伸展臂之間保持一定的距離為，可防止秒針伸展臂與分針伸展臂在端部不發生碰撞。

所述的子星為8個，該子星的星體的外側用一個面與所述的四根分針伸展臂和四根秒針伸展臂相連，且所述的位于秒針伸展臂上的子星與伸展臂連接處增加一個定長的剛性連接桿，用于使每個位于秒針伸展臂上的子星展開后與位于分針伸展臂上的子星在同一平面上；

所述的子星具體包含：星體、螺旋天線、反射板、反射板支架、柔性太陽帆板、螺旋天線展開導向機構、導向展開驅動電機及減速器、S波段數傳天線、接收機和電源模塊；所述的反射板和所述的柔性太陽帆板固定在所述的反射板支架上；所述的螺旋天線與展開導向機構在頂部固定，螺旋天線展開后，導向機構可限制螺旋天線頭部的晃動；

所述的子星星體底層外側放置S波段數傳天線，頂層與所述的反射板通過空心圓柱體的法蘭連接，所述的導向展開驅動電機及減速器安裝固定在該空心圓柱體內部。

所述的反射板圓形且帶有鏤空方格的鋁箔。

所述的螺旋天線的直徑為0.640米，且展開后高度2.5米。

所述的反射板支架外緣端部安裝有限位塊，與天線展開導向機構一起使所述的螺旋天線固定于壓縮狀態。

所述的子星外表面的非設備安裝面粘貼有太陽能電池片，用于子星的部分供電需求。