[發明專利]用于使用可變推進器控制提供在軌服務的服務衛星

在審

• 申請號: 201810182005.9
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108528759A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: M.賴特曼;A.斯皮策;A.哈爾斯班德;O.阿茲里爾
• 申請（專利權）人: 有效空間解決方案有限公司
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10;B64G1/26;B64G1/64
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳茜

公開了一種向主衛星提供位置保持服務的服務衛星。服務衛星可以具有本體、以及附接至本體的夾持機構。夾持機構可以適于附接至從主衛星的外表面延伸的接口環，以通過外部延伸的接口環在主衛星和服務衛星之間形成互連。將夾持機構附接至接口環可以形成具有組合質心的互連單元。服務衛星可以具有至少兩個推進器和至少一個控制器。至少一個控制器可以通過以下方式將互連單元保持在基本靜止的軌道上：選擇性地定向兩個推進器，使得來自兩個推進器的推力矢量避免穿過組合質心，且每一個與組合質心偏移。

技術領域

本發明涉及一種用于向主衛星提供位置保持服務的服務衛星。

背景技術

商業和政府空間部門在地球軌道上的通信和其他衛星的安置和維護方 面面臨高昂的成本。衛星的壽命通常取決于衛星攜帶的機載推進劑的數量。 即使機載電子設備仍然正常工作，一旦燃料耗盡，衛星通常會失去其作用。 隨著衛星連接的需求的增加，衛星的典型尺寸也隨之增加。發射大型地球同 步通信衛星需要大量的初始投資。衛星服務提供商的初始投資不僅包括衛星 本身的成本，還包括將衛星從地球注入到注入軌道所需的運載火箭的成本。

衛星通常包括其自己的推進系統，該系統可允許衛星將其自身從注入軌 道轉變為最終的地球同步軌道，并將其軌道位置保持長達15年。推進系統 技術多年來也逐漸成熟，并且允許衛星不僅可以使用化學系統，而且可以使 用具有更高效率的電力推進系統。這種提高的效率可以節省燃料，從而允許 在軌道上放置更大和/或更重的衛星。

圍繞地球的地球靜止軌道上的衛星經歷引力和太陽力(solar force)，這 往往會使衛星移動遠離其期望的地球靜止位置。衛星依靠其推進系統采取糾 正措施，以補償由引力或太陽力造成的位移。維持衛星地球靜止位置所需的 推進機動有時被稱為位置保持(station keeping)。當衛星完全消耗其機載燃 料時，它不能再使用其推進系統來維持其地球靜止位置，并且可能不得不被 更換。

在某些情況下，衛星運載火箭可能表現不佳，將衛星注入不正確的軌道。 然后，衛星可能不得不花費其機載燃料將自身從不正確的軌道轉換到其正確 的軌道。因此，可能不得不使用一些預定用于位置保持的燃料進行初始軌道 校正，這進而可能導致衛星的運行壽命縮短，從而為衛星服務提供商提供更 少的收入。在其他情況下，由于各種商業或運營原因，可能需要衛星改變其 軌道位置和/或取向。這些變化也可能要求衛星消耗機載燃料，從而縮短運行 壽命。

由于與更換太空中的衛星相關的高成本，因此需要可以有助于延長已在 軌的衛星的壽命的技術。

發明內容

在一個方面，本公開涉及一種用于向主衛星提供位置保持服務的服務衛 星。所述服務衛星可以包括本體和附接至所述本體的夾持機構。所述夾持機 構可以適于附接至從所述主衛星的外表面延伸的接口環。將所述夾持機構附 接至所述接口環可以通過所述外部延伸的接口環形成所述主衛星和所述服 務衛星之間的互連，且從而產生具有組合質心的互連單元。所述服務衛星可 以包括至少兩個推進器和至少一個控制器。這樣的控制器可以配置為將所述 互連單元保持在基本靜止的軌道上，且可以通過以下方式來將其實現：將所 述至少兩個推進器中的每一個選擇性地移動到角度取向，使得在推進器點火 期間，來自所述至少兩個推進器中的每一個的推力矢量避免穿過所述組合質 心，且每一個與所述組合質心偏移。

在另一方面，一種位置保持方法可以包括將服務衛星發射到太空中，并 在所述主衛星的對接距離內對其進行操縱。所述方法還包括，通過將所述服 務衛星的至少兩個臂與所述主衛星的外部接口環接合，將所述服務衛星連接 到所述主衛星以形成互連單元。所述互連單元可以具有組合質心。所述方法 可以包括選擇性地移動所述服務衛星的用于在位置保持操縱期間進行點火 至少兩個推進器中的每一個，使得來自所述至少兩個推進器的推力矢量避免 穿過所述組合質心，并且與所述組合質心偏移。