[发明专利]一种聚合式可在轨变构微纳卫星翻转控制方法

说明书

一种聚合式可在轨变构微纳卫星翻转控制方法，涉及微纳卫星设计领域；包括如下步骤：步骤一、在模块卫星内部设置动量轮；侧边设置磁铰链和磁锁定装置；步骤二、初始状态，磁铰链通电，2个模块卫星接触面对应的4个磁锁定装置锁定；步骤三、启动阶段，解锁磁锁定装置；动量轮推动模块卫星以相对固定边为轴翻转；步骤四、匀速翻转阶段，翻转的模块卫星匀速翻转；步骤五、减速翻转阶段，动量轮带动翻转的模块卫星减速翻转；步骤六、磁锁定装置锁定，2个模块卫星的相对固定；磁铰链断电；本发明具有很高的灵活性、可扩展性，各组成部分之间可以更方便地变构，可很好地满足弹性化、高动态的减灾遥感应用，大型天基系统构建与在轨维护服务应用等需求。

技术领域

本发明涉及一种微纳卫星设计领域，特别是一种聚合式可在轨变构微纳卫星翻转控制方法。

背景技术

微纳卫星具有数量多、小巧、灵活的优势，但是在未来局部地区的减灾、救援等应用中，需要遥感卫星系统满足更加高动态、灵活、快速响应的任务需求；在在轨维护与服务应用中，具有多样、灵活的在轨服务，以及高效的空间生存能力；在未知环境的星体表面探测应用中，具有可改变自身构型适应不同环境条件的探测需求。这些应用中的微纳卫星系统，当前主要存在以下问题：

(1)当前减灾、救援应用中，多采用小卫星及微小卫星系统等进行观测，具有很好地时效性，可对灾情进行快速重访，但是由于单星功能较为单一，对局部区域高分辨率观测能力有限，且受天气条件影响。

(2)当前在轨维护与服务应用中，空间在轨服务系统每一次仅可以提供一项服务，不具备在紧急情况下同时对同一大型航天器多处或多个航天器进行并处服务的能力。

(3)当前星体表面探测应用中，探测型构型变化能力有限，而单一外形会限制探测器在未知环境中对多种复杂环境的适应能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种聚合式可在轨变构微纳卫星翻转控制方法，具有很高的灵活性、可扩展性，各组成部分之间可以更方便地变构，可很好地满足弹性化、高动态的减灾遥感应用，大型天基系统构建与在轨维护服务应用等需求。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种聚合式可在轨变构微纳卫星翻转控制方法，包括如下步骤：

步骤一、在模块卫星内部设置动量轮；动量轮提供模块卫星翻转运动的动力；模块卫星的每条边均设置有磁铰链；磁铰链沿模块卫星的边长方向设置；每条磁铰链的中部设置磁锁定装置；

步骤二、初始状态，2个模块卫星对应侧面接触；2个模块卫星的磁铰链通电，2个模块卫星接触面对应的4个磁锁定装置锁定，实现2个模块卫星的相对固定；

步骤三、启动阶段，预先设定2个模块卫星的相对固定边；解锁2个模块卫星接触面的磁锁定装置；其中1个模块卫星不动作；动量轮提供动力，推动另1个模块卫星以相对固定边为轴翻转；

步骤四、匀速翻转阶段，动量轮匀速转动，翻转的模块卫星匀速翻转；

步骤五、减速翻转阶段，动量轮输出减速力矩，实现翻转的模块卫星减速翻转，同时磁铰链实现2个模块卫星的粗定位；

步骤六、翻转的模块卫星翻转至指定位置；2个模块卫星重新面接触后；接触面对应的4个磁锁定装置锁定，实现2个模块卫星的相对固定；磁铰链断电。

在上述的一种聚合式可在轨变构微纳卫星翻转控制方法，所述步骤一中，模块卫星质量为18-22kg；模块卫星为立方体结构，单边尺寸为20-30cm；所述动量轮的角动量容量为0.5Nms；质量为1kg。

在上述的一种聚合式可在轨变构微纳卫星翻转控制方法，所述步骤二中，磁铰链内部设置有激励耦合线圈；通电后，相邻2条磁铰链实现磁性吸力。