[发明专利]一种空间碎片消旋方法

摘要

一种空间碎片消旋方法，消旋杆件包括一端与空间碎片抓捕卫星相固连的杆件主体，所述的杆件主体上间隔加工有若干个用于使杆件主体能够进行折叠的槽口，杆件主体的另一端用于接触空间旋转碎片，空间旋转碎片带动杆件主体进行多次折叠，在杆件主体形变能的反作用下实现消旋，最终通过空间碎片抓捕卫星完成捕捉。消旋方法包括：步骤一、力学模型建立；步骤二、求解杆件主体在不同角度所对应的力矩大小；步骤三、得出杆件主体形变产生的角速度变化，最终求出杆件主体形变产生的力矩对于空间旋转碎片的降速。本发明通过消旋杆件折叠吸收能量来实现消旋，消旋时能够保证空间碎片抓捕卫星的安全。

主权项

1.一种空间碎片消旋方法，其特征在于，使用空间碎片消旋杆件，空间碎片消旋杆件包括一端与空间碎片抓捕卫星(2)相固连的杆件主体，所述的杆件主体上间隔加工有若干个用于使杆件主体能够进行折叠的槽口，杆件主体的另一端用于接触空间旋转碎片(1)，空间旋转碎片(1)带动杆件主体进行多次折叠，在杆件主体形变能的反作用下实现消旋，最终通过空间碎片抓捕卫星(2)完成捕捉；包括如下步骤：步骤一、力学模型建立；假定杆件主体在槽口处为弹簧模型，槽口以外的部分为刚体模型；杆件主体与空间碎片抓捕卫星(2)连接处的边界条件满足相对静止约束，空间碎片抓捕卫星(2)能够实现自身的稳定，空间旋转碎片(1)利用杆件主体变形产生的力矩实现自身消旋；将力学模型分解为：a.空间旋转碎片(1)与杆件主体的动力学问题；b.空间碎片抓捕卫星(2)保持其自身轨道和姿态的问题；步骤二、求解杆件主体在不同角度所对应的力矩大小；步骤三、假定杆件主体变形所受到的力矩大小为M(θ)，而空间旋转碎片(1)的转动惯量为I，则杆件主体在被空间旋转碎片(1)带动而产生的折叠过程中，动力学方程写为：假定杆件主体形变过程中采集了N个离散点，每个离散点采用线性函数拟合，则力矩与角度的函数关系为：M(θ)＝a₁θ+a₀，                              (2)此处a₁,a₀为力矩拟合函数，将其表示为：则若将旋转卫星和杆件视为一体，其姿态动力学方程为：假定参数a₁,a₀由离散点段(θ_i,θ_i+1),i∈[i,N]函数拟合求出，求解方程(3)，得出杆件主体形变产生的角速度变化，最终求出杆件主体形变产生的力矩对于空间旋转碎片(1)的降速。