[发明专利]SPORT时钟扫描卫星

说明书

技术领域

本发明属于太阳极轨射电望远镜计划(solar polar orbit radio telescope，简称SPORT计划)提出的卫星构型，具体为一种SPORT时钟扫描卫星。

背景技术

SPORT卫星是太阳极轨卫星，主要研究日冕物质抛射事件及其传播和演化，将在太阳极轨上观测太阳风从太阳表面到地球的传播过程，揭示太阳风在日地行星际空间的传播规律，建立和修正行星际空间天气物理模型和预报模型。为实现这一科学目标，SPORT卫星由一颗母星和8颗子星组成，使用时钟扫描原理进行科学探测，8颗子星分别为固定在4根分针和4根秒针上，分针和秒针的长度根据子星载荷探测的要求各不相同，分针和秒针的转速比为：12/11。卫星采用对日定向自旋稳定姿态控制方式，8颗子星沿卫星旋转方向均匀分布，由于探测原理的需求，母星与子星要保持一定的相对位置关系和运动关系，将用杆状构架式伸展机构将子星送到远离母星的位置上。

SPORT卫星构型布局设计的目的及原则，卫星构型布局设计的目的在于为有效载荷在星上的布局提供可视化平台，确定有效载荷在星上的位置和方向，避免有效载荷间的位置干涉和相互遮挡，观察有效载荷的工作空间，初步确定科学目标实现的方式，为卫星平台的结构方案设计提供设计依据。卫星构型布局设计的原则为：适应运载火箭要求；适应轨道条件；满足有效载荷探测需求；在满足科学目标实现的前提下，尽量继承成熟卫星结构平台构型形式；满足各分系统对构型和总体布局提出的设计要求；构型有利于设备工作性能的正常发挥，并使各设备之间的机、电、热互相兼容；考虑总装的便利性；考虑卫星测试的便利性；考虑作为公用平台，保证卫星有可扩展的承载能力和可调整的设备安装空间。

目前SPORT卫星构型布局设计存在的主要的技术问题有：卫星属于长寿命卫星，在轨运行时间较长，卫星平台要能装载大量燃料；卫星是三轴稳定卫星，如何保证在轨运行期间，随着燃料的减少，保持卫星的稳定性；如何保证伸展臂杆件与卫星姿态不发生耦合响应，伸展臂与伸展臂不发生碰撞；如何在卫星平台上实现时钟扫描原理；当卫星在轨运动时，地球、太阳、卫星三者之间的相对位置随时在变化，为保证与地球的通讯链路，对地通讯天线如何固定安装；以及在运载整流罩包络的限制下，母星及子星如何设计。

发明内容

本发明的目的在于，为满足科学探测需求，从而提供一种SPORT时钟扫描卫星。

为实现上述目的，本发明提供的一种SPORT时钟扫描卫星，该卫星包含：卫星本体、子星、伸展臂、太阳电池翼、对接环、对地通讯天线和轨控发动机，其特征在于，所述的卫星本体为长方体，其内部为三舱结构，具体包含：推进舱、卫星设备仪器舱和有效载荷舱；

所述的对接环位于卫星底部，用于通过包带与运载火箭连接；

所述的对地通讯天线通过一套伺服机构与卫星本体相连，发射时收拢锁紧在卫星侧板上，卫星进入转移轨道后锁紧装置释放天线展开；

所述的伸展臂包含四根秒针伸展臂和四根分针伸展臂，所述的秒针伸展臂和分针伸展臂分别均布在与卫星的自旋轴垂直的两个平面内；所述的分针伸展臂与卫星本体固定，随卫星自旋运动旋转；所述的秒针伸展臂自带一套旋转机构，相对分针伸展臂可实现不同转速的需求；所述的秒针伸展臂和分针伸展臂之间保持一定的距离为，可防止秒针伸展臂与分针伸展臂在端部不发生碰撞。

所述的子星为8个，该子星的星体的外侧用一个面与所述的四根分针伸展臂和四根秒针伸展臂相连，且所述的位于秒针伸展臂上的子星与伸展臂连接处增加一个定长的刚性连接杆，用于使每个位于秒针伸展臂上的子星展开后与位于分针伸展臂上的子星在同一平面上；

所述的子星具体包含：星体、螺旋天线、反射板、反射板支架、柔性太阳帆板、螺旋天线展开导向机构、导向展开驱动电机及减速器、S波段数传天线、接收机和电源模块；所述的反射板和所述的柔性太阳帆板固定在所述的反射板支架上；所述的螺旋天线与展开导向机构在顶部固定，螺旋天线展开后，导向机构可限制螺旋天线头部的晃动；

所述的子星星体底层外侧放置S波段数传天线，顶层与所述的反射板通过空心圆柱体的法兰连接，所述的导向展开驱动电机及减速器安装固定在该空心圆柱体内部。

所述的反射板圆形且带有镂空方格的铝箔。

所述的螺旋天线的直径为0.640米，且展开后高度2.5米。

所述的反射板支架外缘端部安装有限位块，与天线展开导向机构一起使所述的螺旋天线固定于压缩状态。

所述的子星外表面的非设备安装面粘贴有太阳能电池片，用于子星的部分供电需求。