[发明专利]能够编队飞行的小型卫星和数颗小型卫星的编队

权利要求书

1.一种用于LEO应用的能够以编队飞行的小型卫星(10)，所述小型卫星(10)包括质量为10kg或更小的纳米卫星或皮米卫星，所述小型卫星(10)包括：壳体(12)和至少一个插入板(14)以及推进系统(16)，所述至少一个插入板(14)布置在所述壳体(12)中并具有预定功能，所述推进系统(16)用于在轨道中的飞行轨迹T_k的方向上产生定向脉冲，其特征在于，所述小型卫星(10)包括独立且自主工作的防撞系统(18)，当预期到与有源或无源外来物体(30)发生碰撞时，所述防撞系统(18)能够通过所述推进系统(16)调整飞行轨迹T_k的轨迹校正T_kk，其中，独立且自主的防撞系统(18)包括物体检测装置(20)、碰撞预测装置(22)以及规避装置(24)，其中，所述物体检测装置(20)耦合至能够经由通信链路与作为有源物体的其他的能够以编队飞行的小型卫星(10)进行双向通信的发送传感器和接收传感器，以通过闭合控制回路提供自组织过程，并且请求相对姿态和飞行轨迹T_k，其中，所述物体检测装置(20)具有至少一个或多个光学或者基于无线电的物体检测传感器(84)，所述至少一个或多个光学或者基于无线电的物体检测传感器(84)用于采集在锥形的碰撞管(26)的方向上的外来物体(30)的相对姿态和相对速度，所述锥形的碰撞管(26)包括所述飞行轨迹T_k，其中，所述碰撞预测装置(22)用于确定在所述碰撞管(26)中的潜在碰撞风险，并且其中，所述规避装置(24)用于使用能够以编队飞行的其他小型卫星(10)的请求和处理的相对姿态和飞行轨迹以及获得的所述外来物体(30)的相对姿态和相对速度相对于所述轨迹校正T_kk来控制所述推进系统(16)，并且其中，通过关于能够形成并可经由通信链路接触的其他小型卫星(10)的闭合控制来提供自组织过程，以使它们的轨道相对于彼此安全协调。

2.根据权利要求1所述的能够以编队飞行的小型卫星(10)，其特征在于，所述物体检测装置(20)自主选择所述碰撞管(26)的最小直径d_k，以使得至少包括所述小型卫星(10)，并且所述碰撞预测装置(22)给外来物体(30)分配外来物体管(32)，并且以至少将所述外来物体(30)包括在内的方式选择所述外来物体管(32)的最小直径d_f，其中，所述碰撞管(26)和/所述外来物体管(32)的张角根据所述小型卫星(10)和所述外来物体(30)之间的相对速度来进行选择，并且在所述碰撞管(26)与所述外来物体管(32)在重叠区域A_kf中重叠时，所述规避装置(24)确定轨迹校正T_kk。

3.根据前述权利要求中的一项所述的能够以编队飞行的小型卫星(10)，其特征在于，所述插入板(14)包括用于提供预定功能的多种功能芯(34)，其中，监视装置(36)监测所述功能芯(34)的校正操作，其中，所述监视装置(36)通过测试功能序列来监测所述功能芯(34)的功能，并且当检测到故障时，所述监视装置(36)选择一个或一组功能芯(34)的故障校正活动以用于连续地、不间断地提供功能。

4.根据权利要求3所述的能够以编队飞行的小型卫星(10)，其特征在于，所述监视装置(36)执行FDIR算法，包括故障检测、故障隔离和故障恢复技术，并且在故障的情况下，执行电力重置、在两个功能芯(34)之间的切换和/或对所述功能芯(34)中的至少一个进行软件重置。

5.根据权利要求1所述的能够以编队飞行的小型卫星(10)，其特征在于，所述推进系统(16)包括至少一个反作用轮(40)和磁力矩器装置(116)中的至少两个磁场线圈(38)以用于在任何方向上的组合姿态控制，其包括一个反作用轮(40)和至少三个磁场线圈(38)。

6.根据权利要求5所述的能够以编队飞行的小型卫星(10)，其特征在于，至少一个星传感器，至少一个太阳传感器，至少一个陀螺仪，和至少一个磁力计中的至少两个被布置在插入板(14)的背侧上和/或在一个或多个壳体壁(46)上。