[发明专利]一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法及系统

权利要求书

1.一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、任务星通过机动变轨到达目标星的轨道；通过发射绳网抓捕目标星，形成绳系组合体；任务星上装有绳系收放装置；

步骤二、设计成绳系组合体拖曳离轨策略，具体如下：

形成绳系组合体后，任务星需向远离目标星的方向以固定的时间间隔喷气加速；

在任务星不喷气加速时间段内，任务星与目标星相对距离接近，实时对系绳的松弛程度进行判断，若系绳的松弛程度超于设定的系绳松弛阈值时，采用绳系收放装置进行收绳操作；保证系绳松弛程 度在设定的系绳松弛阈值内；

在任务星不喷气加速时间段内，判断任务星与目标星相对距离，若相对距离小于设定的安全距离阈值时，任务星喷气远离目标星，同时通过收放装置使系绳上的张力恒定；否则任务星不喷气；

步骤三、根据步骤二设计的绳系组合体拖曳离轨策略，绳系组合体在任务星喷气时间段内，不断将绳系组合体拖曳至坟墓轨道。

2.根据权利要求1所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：采用任务星和目标星的轨道动力学模型表示其轨道特征。

3.根据权利要求2所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：轨道动力学模型为地心惯性系下任务星轨道动力学模型和目标星轨道动力学模型。

4.根据权利要求2所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：采用任务星和目标星的姿态动力学模型表示其姿态特征。

5.根据权利要求4所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：姿态动力学模型忽略任务星与目标星的柔性，将其视为刚体，采用动量矩定律建立任务星与目标星姿态动力学模型。

6.根据权利要求1所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：采用系绳动力学模型，描述连接任务星和目标星的绳系对任务星和目标星的系绳张力和力矩作用。

7.根据权利要求1所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：绳系分为主绳和辅绳；将绳系中主绳末端分叉为四根辅绳的节点称为绳结，将绳系的质量集中在绳结上，并将绳结作为一个星体，建立绳结的轨道动力学模型。

8.根据权利要求1所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：任务星喷气方向为轨道坐标系x轴方向，喷气固定时间间隔为T，每次喷气时间为t₀。

9.根据权利要求1所述的一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨方法，其特征在于：

绳系收放装置的工作模式，具有：制动模式、收绳控制模式、张力控制模式，绳系收放装置的工作模式之间能够切换。

10.一种基于收放装置的定时喷气绳系组合体拖曳离轨系统，其特征在于：包括：变轨抓捕模块、策略设计模块、离轨控制模块；

变轨抓捕模块，控制任务星通过机动变轨到达目标星的轨道；通过发射绳网抓捕目标星，形成绳系组合体；任务星上装有绳系收放装置；

策略设计模块、设计成绳系组合体拖曳离轨策略，具体如下：

形成绳系组合体后，任务星需向远离目标星的方向以固定的时间间隔喷气加速；

在任务星不喷气加速时间段内，任务星与目标星相对距离接近，实时对系绳的松弛程度进行判断，若系绳的松弛程度超于设定的系绳松弛阈值时，采用绳系收放装置进行收绳操作；保证系绳松弛程 度在设定的系绳松弛阈值内；

在任务星不喷气加速时间段内，判断任务星与目标星相对距离，若相对距离小于设定的安全距离阈值时，任务星喷气远离目标星，同时通过收放装置使系绳上的张力恒定；否则任务星不喷气；

离轨控制模块，根据策略设计模块设计的绳系组合体拖曳离轨策略，绳系组合体在任务星喷气时间段内，不断将绳系组合体拖曳至坟墓轨道。