[发明专利]一种快速自旋小卫星着陆器及其着陆方法

权利要求书

1.一种快速自旋小卫星着陆器，其特征在于，包括主承力框架结构以及位于所述主承力框架结构内的飞矛系统(7)，所述飞矛系统(7)包括系统壳体(16)、位于所述系统壳体(16)内的推进系统和至少一组飞矛组件和绳索组件，所述飞矛组件包括飞矛头部(21)、飞矛主体(23)，所述绳索组件包括走线筒(26)、绳索(24)和绳索卷筒机构(27)，所述飞矛头部(21)位于飞矛主体(23)的前端，所述飞矛主体(23)的外部设置有弹簧挡片(22)，所述绳索(24)储存于走线筒(26)内，绳索(24)的前端与飞矛主体(23)连接、后端与绳索卷筒机构(27)连接；

所述推进系统位于所述系统壳体(16)内的中部，所述飞矛组件和绳索组件包括多组，多组所述飞矛组件和绳索组件围绕在所述推进系统的周围，每组飞矛组件位于所述系统壳体(16)的飞矛发射筒(20)内；

所述飞矛组件和绳索组件包括三组，其中一组飞矛组件沿着陆器对地面正方向安装，另外两组飞矛组件与所述其中一组飞矛组件成一夹角安装；

所述推进系统包括装药座(25)、发射药(17)、燃烧室(14)、挡药板(15)、拉瓦尔喷口(13)、点火药(19)、安全机构(18)，所述装药座(25)上安装有发射药(17)、挡药板(15)和拉瓦尔喷口(13)，所述点火药(19)与发射药(17)之间连接有安全机构(18)，所述挡药板(15)设置于发射药(17)与燃烧室(14)之间，所述拉瓦尔喷口(13)位于燃烧室(14)的末端。

2.根据权利要求1所述的快速自旋小卫星着陆器，其特征在于，所述主承力框架结构为八棱柱的结构形式，包括八边形的结构上主框(1)、结构中主框(2)、结构下主框(3)以及八根将结构上主框(1)、结构中主框(2)、结构下主框(3)互相连接的支撑杆(5)。

3.根据权利要求2所述的快速自旋小卫星着陆器，其特征在于，所述结构上主框(1)上安装有分离机构对接环(4)。

4.根据权利要求2所述的快速自旋小卫星着陆器，其特征在于，所述结构上主框(1)、结构中主框(2)和结构下主框(3)的顶角上沿径向均设置有一个圆柱凸台(6)。

5.根据权利要求1所述的快速自旋小卫星着陆器，其特征在于，所述飞矛系统(7)位于所述主承力框架结构内中轴线位置上的飞矛系统舱位内，所述主承力框架结构内还包括位于飞矛系统舱位四周的载荷舱位和综合电子舱位，所述载荷舱位内安装有着陆器的工作载荷，所述综合电子舱位内安装有星务处理模块(10)、电源配电模块(9)以及通信模块(8)。

6.根据权利要求5所述的快速自旋小卫星着陆器，其特征在于，所述着陆器外侧壁上安装有体贴式太阳电池阵(11)，所述着陆器的对天面和四个侧面板上分别安装有一个太阳敏感器探头(28)，所述着陆器的对天面和两个相对的侧面板上分别安装有一副UHF中等增益天线(29)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的快速自旋小卫星着陆器的着陆方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：主探测器悬停，释放着陆器：设置着陆器的分离速度、着陆器分离到发射飞矛之间的倒计时时间，主探测器按照设定的探测流程到达选取的着陆地点和悬停高度后进入悬停状态，在达到着陆时机时发送着陆器分离信号，着陆器的分离机构接收信号后开始执行分离动作，为着陆器提供分离速度和自旋速度，在着陆器分离释放后主探测器立即开始进行横向和纵向的变轨规避操作；

步骤二：着陆器发射飞矛：在分离释放后，着陆器上电并开启定时器倒计时进行飞矛发射操作，在倒计时结束之后，当着陆器检测到光电流存在时，飞矛系统(7)向小行星表面发射，利用陀螺仪和加速度计综合判断着陆器的对地指向状态，提高着陆的可靠性；

步骤三：当飞矛组件锚定在小行星表面后，由于小行星的自转运动，绳索(24)逐渐被拉直，随后着陆器会慢速撞向行星表面后被弹开，如是反复，最终将由绳索(24)提供向心力，着陆器绕飞小行星，且绕飞周期与小行星自转周期一致，达到近似悬停的效果，随后着陆器将通过绳索卷筒机构(27)收回绳索(24)，逐渐接近行星表面，完成软着陆。