[发明专利]业务大卫星运行环境监测和功能备份微小卫星系统及方法

说明书

本发明提供了一种业务大卫星运行环境监测和功能备份微小卫星系统及方法，该方法一方面能够提高业务大卫星的空间生存能力，遇到有碰撞风险的空间飞行物时具备提前预报功能，保障业务大卫星无障碍在轨运行；另一方面，寄宿卫星可根据需要备份主星的部分关键功能(如信息链路备份、信息处理备份等)，通过业务大卫星发射前携载数颗寄宿卫星，在轨稳定后释放在周边，然后轨道控制，在大卫星附近形成小型空间碎片观测星座，一方面对信息链路、信息处理等部分功能备份的同时，长期在轨观测大卫星运行环境，当有碰撞风险的飞行器和碎片时，提前预报用以引导大卫星提前规避，提升业务大卫星生存能力。具有系统规模小、建设成本低、综合效费比高等优点。

技术领域

本发明涉及空间环境监测技术领域，具体地，涉及业务大卫星运行环境监测和功能备份微小卫星系统及方法。

背景技术

随着全球空间优势争夺加剧、空间碎片增长以及空间飞行器技术发展，空间环境安全日益成为全球关注的焦点。空间环境监测包括对空间飞行器的探测、跟踪、识别、编目、表征，对飞行趋势和事件进行监测预报等，是确保空间安全的基础，近年来受到航天国家高度重视。美国作为拥有最多空间资产、对空间依赖最强的国家，大力发展空间环境监测能力，重点发展具有全天时、全天候观测优势的卫星系统，实施了一系列空间环境监测卫星部署和技术研发计划，构建全维空间环境监测能力。

目前，关于寄宿概念的研究，国内外主要寄宿重点在于有效载荷的寄宿搭载，国外典型代表项目就是铱星二代，搭载了81台“ADS-B”有效载荷，用于接收商用飞机发出的定位信号，此外还搭载22套美军方的“天基杀伤评估”(SKA)载荷；“轨道通信”星上搭载了自动识别系统(AIS)载荷。

在公告号为CN103303494B的中国发明专利文件中，公开了一种具有自搭载发射功能的纳型卫星结构。解决了现有纳卫星发射均需设计单独搭载发射系统，无法提高其利用率的问题，其技术方案是构建一种新型结构，包括卫星结构框架，卫星外部蒙板，微分离部件，卫星平台设备部件，卫星有效载荷。卫星平台设备部件及卫星有效载荷安装在卫星结构框架和卫星外部蒙板上，微分离部件将纳卫星连接固定到所搭载主星上，所搭载主星分离面蒙板的上、下表面分别安装L型定位块和拔销式螺栓对纳卫星进行连接固定，进入预定轨道后，拔销式螺栓内部拔销器移除固定销，释放纳卫星。该发明具有通用性，只需将微分离部件按本发明所述安装到所搭载主星上，即可完成纳卫星的搭载发射。

目前空间环境监测能力有限，针对业务大卫星长期安全运行的需求，需要一种业务大卫星运行环境监测和功能备份微小卫星系统及方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种业务大卫星运行环境监测和功能备份微小卫星系统及方法。

根据本发明提供的一种业务大卫星运行环境监测和功能备份微小卫星系统，包括：一颗业务大卫星和多颗具备相同的空间环境监测载荷的微小卫星；多颗微小卫星分别均匀分布在业务大卫星周围，相对位置固定。

优选的，所述系统在轨应用模式包括寄宿分离模式、相对位置自主漂移模式、空间环境观测模式以及信息链路或信息处理等部分功能备份模式四种。

优选的，所述寄宿分离模式包括：当业务大卫星在轨稳定运行后，开始释放微小卫星，使微小卫星逐渐与业务大卫星分离，并保持一定距离运行。

优选的，所述微小卫星包括姿轨控模块，微小卫星通过自身姿轨控模块实现轨道漂移和轨道保持，并调整自身姿态，保持空间环境监测载荷指向业务大卫星外侧空间环境。

优选的，所述相对位置自主漂移模式包括：微小卫星和业务大卫星分离后，通过自主轨道机动，使业务大卫星和微小卫星保持稳定的相对距离。

优选的，所述空间环境观测模式包括：所述微小卫星到达既定轨道后，调整空间环境监测载荷，对空覆盖观测，从而对空间目标进行观测，当有空间目标具有明显靠近趋势时，生成障碍物靠近预报信息，引导业务大卫星进行机动规避。