[發明專利]一種零害低耗在軌連續推射系統

有效

• 申請號: 202110579839.5
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113247306B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 楊躍能;胡文俊;張朝衍;張士峰;段富強;葉童;黃淑銳;韓毅;尹聚祺
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B64G1/00
• 分類號: B64G1/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 周達

本發明提出一種零害低耗在軌連續推射系統，該系統由衛星平臺、推射裝置和多個立方星組成。衛星平臺攜帶推射裝置和數十上百個立方星由地面發射入軌后在軌運行，推射裝置通過二氧化碳相變膨脹做功連續將多個立方星推入飛向不同目標航天器的轉移軌道，以完成在軌維修、在軌裝配、空間碎片清除等多項在軌服務任務。本發明是一種新的綠色環保、安全高效的在軌發射方式，將大幅減少燃料消耗和有害物質排放，極大地促進航天活動中的節能減排。在軌連續推射這一在軌發射方式，將改變現有空間在軌服務的任務模式，對于國家空間設施維護、空間安全保障具有重大意義。

技術領域

本發明涉及航天器總體設計技術領域，特別涉及一種零害低耗在軌連續推射系統。

背景技術

隨著空間技術和航天事業的不斷發展，在軌加注、在軌維修、碎片清除等空間在軌服務任務需求日益增長，給航天發射帶來新的挑戰。

單次發射完成單項空間任務的“一對一”模式燃耗大、成本高，且難以在較短時間內連續完成多項任務。

“一箭多星”模式和在軌發射模式(指在空間站、貨運飛船、衛星等在軌平臺上釋放任務衛星入軌)，一定程度上節省了運載燃耗和成本。但是，任務衛星需要依靠推進系統(消耗推進劑等)進行軌道轉移以完成預定的空間任務。

上述“一對一”、“一箭多星”和在軌發射模式不同程度上存在燃耗大、成本高和有害排放等問題。因此，亟須發展一種燃耗少、成本低、效率高、無害排放的新型在軌發射技術。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種零害低耗在軌連續推射系統。

為實現上述技術目的，本發明提出的技術方案為：

一種零害低耗在軌連續推射系統，包括衛星平臺、推射裝置和多個立方星；

衛星平臺用于攜帶推射裝置和多個立方星由地面發射入軌后在軌運行；

推射裝置用于存儲多個立方星并為各立方星在軌發射提供動力，通過加熱激發推射裝置內的固態工質相變，受激發的固態工質瞬間膨脹，轉化為高壓氣態工質，高壓氣態工質膨脹做功推射立方星，使其獲得相應的速度增量；

各立方星通過推射裝置施加的速度增量進入到飛向不同目標航天器的轉移軌道，用于執行空間在軌服務任務。

優選地，本發明所述固態工質為固態二氧化碳，通過加熱激發推射裝置內的固態二氧化碳相變，受激發的固態二氧化碳瞬間膨脹，轉化為高壓氣態二氧化碳，高壓氣態二氧化碳做功推射立方星，使其獲得相應的速度增量后進入飛向目標航天器的轉移軌道，以完成在軌維修、在軌裝配等多項在軌服務任務。本發明能夠有效解決已有發射方式燃耗大、成本高、有害排放等問題，提供了一種無害排放、安全可靠、成本低廉的在軌發射方式，為航天領域節能減排提供可行方案。

作為本發明的優選方案，所述推射裝置包括工質儲存器、伸縮管道、立方星輪轉倉、推射滑軌和發射控制器；所述工質儲存器包括工質儲箱和加速室，工質儲箱內設有多個獨立的工質儲存室，固態工質儲存于各工質儲存室中，各工質儲存室內分別設有用于激發工質儲存室內固態工質相變的電激發裝置；各工質儲存室的出口設置有儲箱單向閥，通過儲箱單向閥聯通加速室，所述加速室的出口連接伸縮管道的入口端；所述立方星輪轉倉包括立方星儲存箱和輪轉電機，立方星儲存箱內設有多個獨立的立方星儲存室，每個立方星儲存室內能夠儲存一個立方星，各立方星儲存室內設有電磁鐵，通過通電和斷電來實現鎖緊吸附和解鎖立方星；所述輪轉電機用于旋轉立方星儲存箱，使得其相應的立方星儲存室的入口與伸縮管道的出口對接，立方星儲存室的出口與推射滑軌的入口對接，推射滑軌用于增加推射立方星的作用距離；所述發射控制器包括輪轉電機控制器和點火控制器，分別用于立方星輪轉倉的旋轉控制與工質儲存室內電激發裝置的激發控制。

作為本發明的優選方案，工質儲箱外壁包裹有緩沖隔離層，用于保持工質儲存溫度以及減小推射時產生的反作用力。