[發(fā)明專利]一種帶有充氣天線的衛(wèi)星

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011290016.2
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN112357122B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向曉霞;楊峰;任維佳;杜志貴
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙天儀空間科技研究院有限公司
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;B64G1/10;B64G1/40;H01Q1/08;H01Q3/02;H01Q1/28
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種帶有充氣天線的衛(wèi)星，至少包括衛(wèi)星推進(jìn)器、至少一個(gè)獲取模塊以及至少一個(gè)調(diào)整模塊，第一調(diào)整模塊被配置為：基于變軌環(huán)境監(jiān)測信息確定第一天線調(diào)整控制信息；確定衛(wèi)星推進(jìn)器用于執(zhí)行該特定事件的所需預(yù)估消耗量；基于第一天線調(diào)整控制信息和預(yù)估消耗量確定衛(wèi)星推進(jìn)器和充氣天線分別對應(yīng)的變軌需求混合比例系數(shù)以及與之對應(yīng)的第一控制指令和第二控制指令，以使得充氣天線的第一調(diào)整模塊按照對接收第二控制指令的衛(wèi)星推進(jìn)器的第二調(diào)整模塊進(jìn)行氣動力補(bǔ)償?shù)姆绞浇邮盏谝豢刂浦噶睿⒒谟傻诙@取模塊于第二時(shí)刻獲取的與該點(diǎn)火變軌位置所涉及區(qū)域相關(guān)聯(lián)的第二氣動力信息進(jìn)行至少一次調(diào)整修正以執(zhí)行至少一個(gè)相關(guān)的特定事件。

本案是申請?zhí)枮?01910042936.3，申請日期為2019年01月17日，申請類型為發(fā)明專利，名稱為一種體積可控的充氣天線及其展開體積控制方法的案件的分案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有充氣天線的衛(wèi)星。

背景技術(shù)

低軌道衛(wèi)星的軌道由于其運(yùn)行高度比較低而能夠快速到達(dá)預(yù)定軌道并展開工作。并且低軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道周期比較短，經(jīng)過同一點(diǎn)上空的時(shí)間間隔少，在偵察工作方面比傳統(tǒng)衛(wèi)星頻繁，因此能夠獲得的信息更多。但同時(shí)由于低軌道衛(wèi)星的軌道高度比傳統(tǒng)衛(wèi)星低，低軌衛(wèi)星所受到的氣動力較傳統(tǒng)衛(wèi)星高出數(shù)十個(gè)數(shù)量級，大氣的存在已經(jīng)對航天器的運(yùn)行有著無法忽略的影響，長時(shí)間的作用下會導(dǎo)致航天器減速加快，因此需要相應(yīng)地經(jīng)常性地對低軌道衛(wèi)星進(jìn)行速度補(bǔ)償。此外還伴隨著太陽活動、地球公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和地磁活動等外部因素的影響，稀薄的高層大氣的密度會有大幅度的變化。盡管作用在衛(wèi)星上的氣動力相比地球引力要小得多，但隨著時(shí)間的積累也會對衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)產(chǎn)生巨大的影響。因此，如果按照傳統(tǒng)衛(wèi)星的軌道控制方式，只是利用噴氣裝置將氣動力作為干擾力進(jìn)行消除，不僅會使衛(wèi)星的噴氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁啟動來進(jìn)行糾正衛(wèi)星軌道偏差，更要緊的是這期間會消耗大量的能源和燃料。衛(wèi)星變軌是航天器在太空運(yùn)行工作中最常見的操作之一，其中低軌道衛(wèi)星在空間的軌道面機(jī)動是空間任務(wù)機(jī)動常見的一類機(jī)動過程，但由于在大氣影響下其機(jī)動過程燃耗大從而極大地限制了低軌道衛(wèi)星在空間的機(jī)動能力，因此研究低軌軌道面轉(zhuǎn)移問題對于低軌道衛(wèi)星空間機(jī)動任務(wù)具有重大的意義。

然而如果能夠借助氣動力的減速輔助作用進(jìn)行軌道機(jī)動，則相比于傳統(tǒng)的脈沖機(jī)動能夠節(jié)省大量的燃料，因此，氣動輔助軌道機(jī)動被認(rèn)為是具有巨大潛在效益的軌道機(jī)動策略。然而一方面，對于低軌軌道面的轉(zhuǎn)移問題，考慮到低軌軌道能量較低，軌道高度貼近大氣高度等因素，如果只是單一地直接地借助氣動力輔助作用則很難完成軌道面轉(zhuǎn)移過程。而另一方面，盡管單一地直接地采用傳統(tǒng)脈沖機(jī)動策略能提高軌道能量，但對于大范圍的低軌軌道面轉(zhuǎn)移過程會消耗大量的燃料。因此結(jié)合基于氣動力輔助與脈沖進(jìn)行低軌軌道平面轉(zhuǎn)移機(jī)動不僅能完成地軌軌道面轉(zhuǎn)移過程，而且氣動力進(jìn)行輔助軌道控制能夠有效減少衛(wèi)星能源消耗，為航天器后續(xù)任務(wù)的執(zhí)行提供更多的燃料支持，從而降低了衛(wèi)星的研制成本，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為將來的低成本、低功耗衛(wèi)星的研究提供一種新的思路和策略。

此外，在空間飛行中很可能出現(xiàn)的情況是，未受到有效控制的大型充氣結(jié)構(gòu)的充氣膨脹過程會使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生纏結(jié)，并破壞其它航天器硬件。因此，必須以一種時(shí)間范圍和空間范圍都受到良好控制的方式展開充氣天線。一種展開控制機(jī)構(gòu)應(yīng)用的是分間段控制閥技術(shù)，即把長長的充氣管分為好多段，在每一段的起始處安裝一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，當(dāng)充氣氣體進(jìn)入時(shí)，管子按順序受控展開。另一種展開控制機(jī)構(gòu)是應(yīng)用了若干長長的螺旋彈簧，沿著充氣管的內(nèi)壁將它們放入了充氣管內(nèi)，通過平衡充氣壓力和彈簧的復(fù)原力控制管子的展開。還有一種展開控制機(jī)構(gòu)是應(yīng)用一種粘在管子外面并沿著管子長度方向分布的長粘帶，當(dāng)管子充氣膨脹時(shí)，粘帶產(chǎn)生一定的阻力，從而使得展開得到控制。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了多種不同的結(jié)構(gòu)，均能夠通過控制充氣過程達(dá)到控制展開的拋物面面積大小即為展開的體積大小的目的。例如：