[发明专利]一种用于地磁尾探测的太阳帆飞行器星座系统

说明书

一种用于地磁尾探测的太阳帆飞行器星座系统，包括多颗太阳帆飞行器，多颗太阳帆飞行器分布于对应的多个轨道上形成多星组网的多点联合立体探测空间，且各个太阳帆飞行器均利用太阳光压力进行轨道升交点赤经的摄动，使太阳帆飞行器形成与地磁尾转动速度相同的非开普勒轨道。由于通过多颗太阳帆飞行器在多个轨道上形成多星组网，及利用太阳光压力进行轨道升交点赤经的摄动，使太阳帆飞行器形成与地磁尾转动速度相同的非开普勒轨道，从而可以一直保持其供线位于地磁尾区域，各个太阳帆飞行器每圈均飞越地磁尾区域，大大延长地磁尾联合探测的有效观测时间，获得比常规卫星4倍以上的地磁尾区域有效探测时间，从而大大增加了捕获磁层亚暴事件的概率。

技术领域

本发明涉及地球磁层物理科学探测技术领域，具体涉及一种用于地磁尾探测的太阳帆飞行器星座系统。

背景技术

空间天气是影响航天器在轨工作的重要因素，因此需要更深入的认识磁层物理科学，从而可以大幅度提高空间天气预报的准确度，及时采取规避措施，防止空间卫星受空间天气影响而失效，但是，目前，常规使用单颗卫星对地磁尾进行探测，单颗卫星探测时间较短，从而导致单颗卫星地磁尾探测时捕获的磁层亚暴事件概率少。

发明内容

本申请提供一种用于地磁尾探测的太阳帆飞行器星座系统，包括多颗太阳帆飞行器，多颗太阳帆飞行器分布于对应的多个轨道上形成多星组网的多点联合立体探测空间，且各个太阳帆飞行器均利用太阳光压力进行轨道升交点赤经的摄动，使太阳帆飞行器形成与地磁尾转动速度相同的非开普勒轨道。

一种实施例中，包括八颗太阳帆飞行器，八颗太阳帆飞行器分布于对应的六个轨道上。

一种实施例中，六个轨道分别是：在J2000地心惯性系下，轨道1为长半轴为20Re的圆轨道，轨道2为远地点30Re，近地点10Re的椭圆轨道，轨道3为远地点25Re，近地点15Re的椭圆轨道，轨道4为近地点10Re，远地点30Re的椭圆轨道，轨道5为长半轴为20Re的圆轨道，轨道6为长半轴为20Re的圆轨道，其中，Re为地球半径；

八颗太阳帆飞行器在六个轨道上的分布位置是：

在轨道1上分布太阳帆飞行器T、太阳帆飞行器Y1、太阳帆飞行器Y2，且，太阳帆飞行器Y1和太阳帆飞行器Y2分别与太阳帆飞行器T相位差30度；

在轨道2倾角10度的位置上分布太阳帆飞行器X1；

在轨道3倾角10度的位置上分布太阳帆飞行器X2；

在轨道4倾角10度的位置上分布太阳帆飞行器X3；

在轨道5倾角12.5度的位置上分布太阳帆飞行器Z1；

在轨道6倾角7.5度的位置上分布太阳帆飞行器Z2。

一种实施例中，多颗太阳帆飞行器分布于对应的多个轨道上形成多星组网的立体空间网络，具体为：

太阳帆飞行器T、太阳帆飞行器Y1、太阳帆飞行器Y2于轨道1中，其中太阳帆飞行器T星位于中间，太阳帆飞行器Y1星和太阳帆飞行器Y2星按0.5°相位差分布在太阳帆飞行器T前后，形成3星编队，所述太阳帆飞行器T、太阳帆飞行器Y1、太阳帆飞行器Y2在Y方向上进行三点联合探测；

轨道5、轨道1、轨道6的升交点赤经相同，轨道5与轨道6均与轨道1形成0.5°倾角差，太阳帆飞行器Z1、太阳帆飞行器T、太阳帆飞行器Z2在每个轨道周期同时运行到拱线上，形成3星编队，所述太阳帆飞行器Z1、太阳帆飞行器T、太阳帆飞行器Z2在Z方向上进行三点联合探测；

轨道2、轨道3和轨道4的供线重合，太阳帆飞行器X1、太阳帆飞行器X2、太阳帆飞行器T、太阳帆飞行器X3在每个轨道周期同时运行到拱线上，并形成直线排列，形成4星编队，所述太阳帆飞行器X1、太阳帆飞行器X2、太阳帆飞行器T、太阳帆飞行器X3在X方向上进行四点联合探测。