[发明专利]一种带有充气天线的卫星

说明书

本发明涉及一种带有充气天线的卫星，至少包括卫星推进器、至少一个获取模块以及至少一个调整模块，第一调整模块被配置为：基于变轨环境监测信息确定第一天线调整控制信息；确定卫星推进器用于执行该特定事件的所需预估消耗量；基于第一天线调整控制信息和预估消耗量确定卫星推进器和充气天线分别对应的变轨需求混合比例系数以及与之对应的第一控制指令和第二控制指令，以使得充气天线的第一调整模块按照对接收第二控制指令的卫星推进器的第二调整模块进行气动力补偿的方式接收第一控制指令，并基于由第二获取模块于第二时刻获取的与该点火变轨位置所涉及区域相关联的第二气动力信息进行至少一次调整修正以执行至少一个相关的特定事件。

本案是申请号为201910042936.3，申请日期为2019年01月17日，申请类型为发明专利，名称为一种体积可控的充气天线及其展开体积控制方法的案件的分案。

技术领域

本发明涉及航空航天技术技术领域，尤其涉及一种带有充气天线的卫星。

背景技术

低轨道卫星的轨道由于其运行高度比较低而能够快速到达预定轨道并展开工作。并且低轨道卫星的运行轨道周期比较短，经过同一点上空的时间间隔少，在侦察工作方面比传统卫星频繁，因此能够获得的信息更多。但同时由于低轨道卫星的轨道高度比传统卫星低，低轨卫星所受到的气动力较传统卫星高出数十个数量级，大气的存在已经对航天器的运行有着无法忽略的影响，长时间的作用下会导致航天器减速加快，因此需要相应地经常性地对低轨道卫星进行速度补偿。此外还伴随着太阳活动、地球公转、自转和地磁活动等外部因素的影响，稀薄的高层大气的密度会有大幅度的变化。尽管作用在卫星上的气动力相比地球引力要小得多，但随着时间的积累也会对卫星的轨道和姿态产生巨大的影响。因此，如果按照传统卫星的轨道控制方式，只是利用喷气装置将气动力作为干扰力进行消除，不仅会使卫星的喷气执行机构频繁启动来进行纠正卫星轨道偏差，更要紧的是这期间会消耗大量的能源和燃料。卫星变轨是航天器在太空运行工作中最常见的操作之一，其中低轨道卫星在空间的轨道面机动是空间任务机动常见的一类机动过程，但由于在大气影响下其机动过程燃耗大从而极大地限制了低轨道卫星在空间的机动能力，因此研究低轨轨道面转移问题对于低轨道卫星空间机动任务具有重大的意义。

然而如果能够借助气动力的减速辅助作用进行轨道机动，则相比于传统的脉冲机动能够节省大量的燃料，因此，气动辅助轨道机动被认为是具有巨大潜在效益的轨道机动策略。然而一方面，对于低轨轨道面的转移问题，考虑到低轨轨道能量较低，轨道高度贴近大气高度等因素，如果只是单一地直接地借助气动力辅助作用则很难完成轨道面转移过程。而另一方面，尽管单一地直接地采用传统脉冲机动策略能提高轨道能量，但对于大范围的低轨轨道面转移过程会消耗大量的燃料。因此结合基于气动力辅助与脉冲进行低轨轨道平面转移机动不仅能完成地轨轨道面转移过程，而且气动力进行辅助轨道控制能够有效减少卫星能源消耗，为航天器后续任务的执行提供更多的燃料支持，从而降低了卫星的研制成本，具有较大的经济价值，为将来的低成本、低功耗卫星的研究提供一种新的思路和策略。

此外，在空间飞行中很可能出现的情况是，未受到有效控制的大型充气结构的充气膨胀过程会使得结构产生缠结，并破坏其它航天器硬件。因此，必须以一种时间范围和空间范围都受到良好控制的方式展开充气天线。一种展开控制机构应用的是分间段控制阀技术，即把长长的充气管分为好多段，在每一段的起始处安装一个压力调节阀，当充气气体进入时，管子按顺序受控展开。另一种展开控制机构是应用了若干长长的螺旋弹簧，沿着充气管的内壁将它们放入了充气管内，通过平衡充气压力和弹簧的复原力控制管子的展开。还有一种展开控制机构是应用一种粘在管子外面并沿着管子长度方向分布的长粘带，当管子充气膨胀时，粘带产生一定的阻力，从而使得展开得到控制。现有技术中已经公开了多种不同的结构，均能够通过控制充气过程达到控制展开的抛物面面积大小即为展开的体积大小的目的。例如：