[发明专利]一种支持在轨组装的模块化可重构卫星平台

说明书

本发明公开了一种支持在轨组装的模块化可重构卫星平台，包括：推进舱、服务舱、载荷舱、柔性太阳翼、离子推力器、机械臂和可展开热辐射器；推进舱、服务舱和载荷舱依次串联，构成卫星平台的舱段部分；离子推力器安装在推进舱南北侧；柔性太阳翼安装在服务舱南北侧，四组机械臂安装在服务舱东西侧；可展开热辐射器安装在载荷舱侧面。本发明所述的支持在轨组装的模块化可重构卫星平台，采用模块化设计、接口标准化设计，解决了一体化卫星各子系统间的物理嵌套问题，从而支持在轨组装、在轨维护，并可基于分批发射、在轨组装方式形成功能完整的卫星。

技术领域

本发明属于航天技术领域，尤其涉及一种支持在轨组装的模块化可重构卫星平台。

背景技术

可在轨组装卫星由多个外形尺寸相同的同构模块(各模块功能均相同)或异构模块(各模块功能不同)组成，以模块化设计为基础，具有通用接口标准和标准模块库，能针对不同任务通过快速组合完成设计，使用公共平台标准，有即插即用功能，可独立进行升级、重构、增加、移除或交换，并能在多次任务中重复使用。模块化可重构卫星具有组织方式灵活、维修操作方便、适应性强等优点，可有效提高空间系统的可维修性，降低空间系统建设成本，满足空间应用的多任务需求。

国际上对模块化可重构卫星的研究由来已久。1980年美国研制了由多任务模块化卫星(MMS)组装的太阳峰年探测卫星。2002年，NASA的戈达德空间飞行中心(GSFC)提出了空间探索的“MARS”(Modular,Adaptive,Reconfigurable System)概念,并于2004年应用于月球轨道器的设计。2007年，美国国防部高级研究计划局(DARPA)推出了发展面向未来的快速、灵活、自由飞行、组合型航天器(Future、Fast、Flexible、Free-Flying、Fractionated)的F6项目，并将其作为“快速响应空间计划”的重点项目。同一时期，日本东京大学提出了可重构空间系统概念，该系统由细胞卫星和在轨服务机器人组成。细胞卫星实现遥感、通信等功能，由多个类似于积木的细胞单元组成，具有可重构的体系架构。德国柏林工业大学在德国航空航天研究院的支持下开展了iBOSS项目的研究。该项目的重点在于将传统卫星平台分解为多个相同的建造块，每个建造块包含特定功能，采取标准化设计，由空间机械臂完成在轨组装，集成为所需的空间系统。2013年诺斯罗普·格鲁曼公司完成了首个模块化航天器(MSV)总线的组装、集成和测试，标志着其功能测试工作已经完成，MSV是首个实现模块化、快速可重构的航天器。

综上所述，模块化可重构卫星平台应采用模块化设计，支持在轨组装、重构，可在轨维修和接受服务，这对卫星平台构型提出了全新的要求。传统的卫星平台构型设计，包括箱板式、承力筒式或桁架式等，都是封闭式一体化构型，不能适应模块化可重构要求。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种支持在轨组装的模块化可重构卫星平台，采用模块化设计、接口标准化设计，解决了一体化卫星各子系统间的物理嵌套问题，从而支持在轨组装、在轨维护，并可基于分批发射、在轨组装方式形成功能完整的卫星。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种支持在轨组装的模块化可重构卫星平台，包括：推进舱、服务舱、载荷舱、柔性太阳翼、离子推力器、机械臂和可展开热辐射器；

推进舱、服务舱和载荷舱依次串联，构成卫星平台的舱段部分；

离子推力器安装在推进舱南北侧；

柔性太阳翼安装在服务舱南北侧，四组机械臂安装在服务舱东西侧；

可展开热辐射器安装在载荷舱侧面。

在上述支持在轨组装的模块化可重构卫星平台中，推进舱为主承力结构，结构形式为桁架式结构；服务舱、载荷舱均为箱板式结构；推进舱与服务舱之间采用6个硬点连接，可满足单舱独立部装、独立吊装以及独立总装的需求；星箭对接面采用点分离解锁装置。