[發明專利]一種可折疊展開的空間平臺

有效

• 申請號: 202011454571.4
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112550776B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 趙海峰;陳焱;賈晨雪;袁林;袁子豪;王珂
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間應用工程與技術中心
• 主分類號: B64G1/66
• 分類號: B64G1/66
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳佳

本發明涉及一種可折疊展開的空間平臺，包括轉臺和若干支撐框架，若干所述支撐框架分別采用可折展結構并且環設在所述轉臺的周側，相鄰兩個支撐框架之間相互鉸接；若干所述支撐框架的一端分別通過記憶合金連接在所述轉臺的周側，并通過記憶合金通斷電使支撐框架相對所述轉臺轉動至預設位置。本發明的空間平臺在展開后暴露面積明顯增加，回收時整個面板所占體積相對較小，能夠減少發射和回收成本；本發明采用記憶合金通斷電所產生的變形驅動力能夠使支撐框架葉片發生轉動，進而帶動所有的支撐框架葉片相對轉臺轉動，可以減少結構重量并節約空間，增加系統可靠性。

技術領域

本發明涉及空間載荷相關技術領域，具體涉及一種應用于空間暴露和行星科學采樣返回實驗載荷的可折疊展開的空間平臺。

背景技術

空間暴露實驗能夠模擬月球、小行星等地外環境，為探月工程、火星探測、小行星探測等航天工程中的科學實驗任務提供依據和指導，能夠提供豐富的科學研究樣本，是地外行星科學實驗任務的補充。空間暴露實驗可對地外環境中的大氣、礦產、生物等資源的化學、物理等反應進行模擬，幫助更好地了解地外行星環境，為后續深空探測采樣返回等任務提供參考信息。空間暴露實驗可以進行長周期的樣品觀測，并搭載原位探測儀器，實時監測樣本狀態，深入的了解各類空間科學實驗樣品的狀態變化過程。上世紀80年代以來，美國、俄羅斯、歐洲等國家和地區進行了多次材料暴露相關實驗。20世紀80年代，NASA的長期暴露實驗(Long Duration Exposure Facility，LDEF)在軌進行了57項實驗。美國國際空間站材料暴露實驗(MISSE)是NASA開展的一系列暴露樣品飛行研究的實驗，到目前為止，已經成功開展了8次MISSE任務實驗。ESA研發了用于開展以空間環境暴露實驗為主的多功能“歐洲暴露技術設施(EuTEF)”。

國際空間站材料實驗(MISSE，Materials International Space StationExperiment)，是在國際空間站外部進行的一系列實驗，主要研究在惡劣太空環境中長期暴露對材料的影響。在材料暴露過程中，材料經受了帶電粒子輻射，原子氧，真空，極端溫度等環境因素的影響，為空間材料性能研究提供了大量有價值的參考信息。截止到目前為止，已經成功開展了8次MISSE任務實驗(MISSE-1～MISSE-8)，獲得了相當數量的實驗數據。

MISSE-1和MISSE-2在2001年升空，2005年返回。MISSE-1和MISSE-2裝置的暴露平面與迎風面、背風面平行，這兩個裝置進行材料暴露實驗的容器形狀類似公文包，實驗材料放入實驗容器中并送入太空。在艙外活動期間，容器完全打開，箱體的兩部分呈現360度旋轉，容器中的材料完全暴露在艙外，整個暴露面積8平方英尺；MISSE-3～MISSE-6同樣是公文包式載荷，主要區別為暴露實驗容器安裝位置及所搭載的材料種類；MISSE-7中包含兩個暴露方向不同的暴露實驗容器，一個位于迎風面和背風面，一個位于對地面、背地面；MISSE-8中暴露裝置包含一個暴露實驗容器和一個更小的裝有反射體材料的暴露托盤，暴露實驗容器暴露方向為對地面、背地面，反射體材料托盤暴露方向為迎風面和背風面；MISSE-FF創建了一個能夠容納14個可交換樣品模塊的平臺，機器人能夠每隔6個月進行維修和有效載荷交換。MISSE-FF是一個箱形有效載荷，在所有外部面板上承載MISSE樣本載體(MSC，MISSE Sample Carriers)。在MSC上進行的實驗的物理尺寸從2.5x 2.5厘米到19.9x35.6厘米不等，支持暴露時間從6個月到3年不等。MSC可進行打開和關閉，掃描小車可以按需對暴露樣本進行高分辨率照片拍攝。

空間展開平臺展開前與展開后表面積相差無幾，僅僅是將類似公文包的內側進行180°展開并將材料暴露在外，折疊和展開過程中沒有明顯的表面積變化，折展過程未能有效降低整體載荷體積，發射成本較高。該裝置在暴露實驗過程中，不能進行姿態調整，如果在空間站經歷特定天文事件時，暴露裝置不能根據特定天文事件的特性，進行暴露面角度的調整。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對空間暴露實驗過程中部分裝置在展開后暴露面積小、暴露面角度無法調整、返回裝置體積過大，提供一種可折疊展開的空間平臺。