[发明专利]微纳卫星集群捕获空间非合作目标的贴附消旋与轨控方法

权利要求书

1.一种微纳卫星集群捕获空间非合作目标的贴附消旋与轨控方法，其特征在于，所述微纳卫星集群包括母星、视星子群和工星子群；

所述母星，用于为贴附消旋与轨控过程提供相对导航解算和控制指令生成；

所述视星子群，用于为贴附消旋与轨控过程提供所需的目标三维建模与相对状态测量信息；

所述工星子群，用于执行对非合作目标的贴附消旋与轨控；工星子群包括两颗以上的工星；工星安装了轨道控制模块、姿态控制模块、星间无线通信模块和保证工星在轨正常工作的设备；工星通过星间无线通信从母星获取控制指令并实现对目标特定表面的贴附；

贴附消旋与轨控方法包括以下步骤：

微纳卫星集群中的各个工星通过贴附在非合作目标的可贴附表面上进行对后者的姿态及轨道接管控制；

当多个工星贴附在非合作目标的各个表面上后，通过一对工星的轨道控制模块沿相反方向施加的推力形成力偶，产生对非合作目标的合力矩；通过合力矩实现对非合作目标的姿态消旋、姿态稳定及姿态调整；

当非合作目标的姿态翻滚得到消旋后，各工星可进一步通过自身携带的轨道控制模块联合发力，产生对非合作目标的合力，该合力可用于非合作目标的轨道控制；

姿态及轨道接管控制具体步骤如下：

各微纳卫星的轨道推力方向使其不通过目标质心，从而形成对非合作目标的姿态控制力矩；

使得多个微纳卫星对非合作目标产生的合力矩沿着非合作目标姿态旋转的反方向，从而使得非合作目标的旋转运动逐渐减速并最终保持静止，达成消旋的目的；

和/或，各微纳卫星的轨道推力方向使其通过目标质心，从而形成对非合作目标的轨道控制力；

和/或，使得多个微纳卫星对非合作目标产生的合力沿着期望非合作目标轨道改变的方向，从而实现非合作目标轨道控制的目的；

工星子群中各工星在完成非合作目标姿态消旋和轨道控制任务后，能够快速安全撤离非合作目标，并转移至其它地方开展新的任务。

2.根据权利要求1所述的微纳卫星集群捕获空间非合作目标的贴附消旋与轨控方法，其特征在于，所述工星设置有一个面或多个面用于贴附非合作目标。

3.根据权利要求1所述的微纳卫星集群捕获空间非合作目标的贴附消旋与轨控方法，其特征在于，所述工星子群中贴附在非合作目标上的工星的数量是根据非合作目标的大小和可贴附表面的形状确定的。

4.根据权利要求1所述的微纳卫星集群捕获空间非合作目标的贴附消旋与轨控方法，其特征在于，所述工星的轨道控制模块用于控制工星按照计算出的轨道机动路线抵近非合作目标的待贴附表面附近；

所述工星的姿态控制模块主要用来控制工星按照计算出的目标姿态将其姿态调整至其贴附表面与非合作目标待贴附表面平行的状态。

5.根据权利要求1所述的微纳卫星集群捕获空间非合作目标的贴附消旋与轨控方法，其特征在于，所述工星两两配对，贴附于非合作目标的相对表面上，两两配对的工星通过产生方向相反的推力形成对非合作目标的一个合力偶，多个两两配对的工星产生的合力矩能够提供用于非合作目标消旋的总力矩，在此模式下，微纳卫星集群不产生合力。

6.根据权利要求1所述的微纳卫星集群捕获空间非合作目标的贴附消旋与轨控方法，其特征在于，同一个非合作目标表面上的工星通过产生相同方向的推力形成对非合作目标的合力，该合力用于非合作目标轨道控制。