[发明专利]用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统

说明书

技术领域

本发明涉及航天领域，具体涉及一种用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统。

背景技术

在太阳爆发期间，巨大的能量从太阳表面释放出来，进入行星际空间，与地球磁层、电离层、中高层大气相互作用，严重威胁地球空间中各种航天活动以及通信、导航和雷达系统。

我国虽然已经发射了100多颗卫星，但是其中都没有专门针对太阳观测及其对近地空间环境影响的探测卫星。已经在论证的夸父计划、空间电磁监测星等计划都是将对太阳观测和近地空间环境的影响独立开展探测，具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，可用于太阳爆发及其对近地空间环境影响的因果链研究，实现太阳活动-近地空间环境变化的一体化研究。

为达到上述目的，本发明提供一种用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，包括：至少三颗以上卫星，三颗卫星分别分布在两条异面异构的太阳同步轨道上，各卫星进一步包括：综合电子计算机和太阳观测载荷以及近地空间环境探测载荷，太阳观测载荷和近地空间环境探测载荷均与综合电子计算机连接，综合电子计算机直接与地球地面站通信，且三颗卫星的综合电子计算机之间自组网通信连接。

依照本发明较佳实施例所述的用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，该两条异面异构的太阳同步轨道分别为高度约895km的轨道和高度约727km的轨道，且各卫星中，至少1颗卫星位于高度约895km的轨道，至少2颗卫星位于高度约727km的轨道，两者之间距离约60-100km。

依照本发明较佳实施例所述的用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，该两条轨道的降交点地方时均选择为18：00。

依照本发明较佳实施例所述的用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，该太阳观测载荷具体包括：太阳高分辨宽波段高能辐射谱仪、莱曼α望远镜、Hα和白光全日面望远镜和甚低频射电频谱仪，太阳高分辨宽波段高能辐射谱仪、莱曼α望远镜、Hα和白光全日面望远镜和甚低频射电频谱仪均与综合电子计算机连接，用于多波段同时观测太阳上两类最剧烈的爆发现象—耀斑和日冕物质抛射（CME），研究耀斑和日冕物质抛射的相互关系和形成规律。

依照本发明较佳实施例所述的用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，该近地空间环境探测载荷具体包括：多向粒子分析仪、空间磁场矢量分析仪、磁感应磁力仪、等离子体空间结构分析仪和能量粒子空间结构分析仪，多向粒子分析仪、空间磁场矢量分析仪、磁感应磁力仪、等离子体空间结构分析仪和能量粒子空间结构分析仪均与综合电子计算机连接，用以实现对太阳爆发与地球空间环境响应因果链的探测。

依照本发明较佳实施例所述的用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，该每颗卫星的重量约280kg，有效承载能力约60-80kg。

依照本发明较佳实施例所述的用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，该卫星还携带S波段小型空间路由器，各卫星的综合电子计算机之间通过S波段小型空间路由器实现星间通信，实现星座内部信息共享与互通。

依照本发明较佳实施例所述的用于太阳爆发-近地空间环境响应探测的卫星星座系统，该卫星还包括平台结构、太阳翼、热控分系统、姿轨控分系统、推进分系统、供配电分系统、测控分系统和数传分系统组成，太阳翼设置在平台结构相对应的两侧，热控分系统、姿轨控分系统、推进分系统、供配电分系统、测控分系统和数传分系统均设置在平台结构内部，且与综合电子计算机连接。

本发明的上述星座系统可通过一箭多星发射，卫星自行变轨组网或由运载火箭发射上面级异轨机动组网而成，后种方式有利于保证卫星设计的简化和通用性，更加适合该星座系统。

与现有技术相比，本发明的卫星星座系统，可同时用于观测太阳爆发活动和近地空间环境的因果响应，适用于太阳活动-近地空间环境变化的一体化研究，具有多星组网、异轨异相分布、宽波段、多层次、因果链观测、低成本等优点。

附图说明

图1是本发明太阳爆发-近地空间环境响应卫星星座系统工作原理示意图；

图2是本发明实施例的太阳爆发-近地空间环境响应卫星星座系统在轨运行示意图；

图3是本发明实施例的组成星座的卫星平台示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。