现代小卫星的新创举——立方体纳型卫星

小卫星中最不引人注意的皮型卫星(Picosat),1999年重新被定义为立方体星(CubeSat),即质量为1kg、体积约为10cm×10cm×10cm的正立方体星。由若干颗立方体星可以组成纳型卫星(Nanosat)。近几年来,这2种卫星得到飞速发展,并且在分布式空间系统中获得了非常成功的应用。例如:采用50～100颗立方体星,每颗质量8kg,可以实现全球覆盖,同时还可以获得高空间分辨率(2～3m)和高时间分辨率(重访时间15～45min),其经济成本仅为1亿多美元,相当于目前1颗对地观测大卫星的价钱。     

环境一号C雷达卫星

环境一号C雷达卫星是"环境与灾害监测预报小卫星星座"中的雷达成像卫星。"环境与灾害监测预报小卫星星座系统"工程由卫星系统、运载系统、发射场系统、测控系统、地面系统和应用系统六大系统组成。卫星由中国航天科技集团公司中国东方红卫星股份有限公司研制,中国科学院参加了有效载荷的研制任务。运载火箭由中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院研制,太原卫星发射中心负责星箭发射。西安卫星测控中心负责测控     

利用高斯伪谱法求解小推力伴星最优释放轨迹

针对近距离相对运动的轨道控制问题,提出用常值小推力完成最优转移的方法。基于C-W方程,推导了相对运动解析解的表达式,讨论了在无控条件下能够形成稳定绕飞构型的初始相对速度和相对位置的限制条件,以此限制条件作为终端条件,以伴星释放时近似为零的相对速度和相对位置为初始条件,建立了利用连续小推力实现的伴星释放最优控制问题的模型。选用了高斯伪谱法将最优控制问题离散化,转化成非线性规划问题并通过系列二次规划法完成求解。数值仿真算例表明,利用高斯伪谱法求解此问题可以有效地收敛到最优解。     

气氧/丙烷小推力发动机设计与实验

为适应小推力发动机无毒、无污染、高性能、低成本的发展趋势,设计了一种以气氧(GO₂)/丙烷(C₃H₈)为推进剂的发动机.采用层板式头部喷注器、利用喷嘴间隙实现电火花点火的独特点火方案、通过边区喷嘴进行气膜冷却,同时设计了发动机实验系统并开展了初步实验研究.实验结果表明:实验系统设计合理;发动机点火方案可靠、燃烧稳定、热防护效果良好,为进一步的研究奠定了基础.      

基于多目标遗传算法的太阳高纬探测器轨道设计

针对太阳高纬度探测器轨道设计任务要求, 研究了基于多目标遗传算法的小推力借力飞行轨道设计方法. 基于圆锥曲线拼接假设, 将探测器轨道分为小推力日心转移轨道段和木星借力飞行轨道段两部分. 在日心转移轨道段, 选择燃料最省为优化目标, 采用标称轨道法设计小推力的推力控制率. 在借力飞行轨道段, 选择借力后日心轨道倾角为优化目标, 对借力飞行的关键参数进行分析. 采用多目标遗传算法对该多目标进行了优化. 结果表明, 多目标遗传算法可以有效地解决轨道设计中的多目标优化问题. 优化得到的小推力控制率不仅可以节省发射能量, 还可以保证借力飞行后探测器能够进入太阳高纬度探测轨道.      

日本即将发射隼鸟-2小行星探测器

日本将于2014年11月30日用H-2A火箭发射隼鸟-2（Hayabusa-2）小行星探测器。该探测器将于2018年到达在地球和火星之间轨道上运行的小行星1999JU3,并于2020年携带采样返回地球。2003年升空的日本＂隼鸟＂探测器在目标小行星附近及其表面共停留了3个月,预计隼鸟-2停留时间将延长到1年半左右。隼鸟-2将观测目标小行星表面,实施着陆并采集其表面下数十厘米处的物质。分析这些物质,有望解答太阳系形成和生命起源的若干谜题。     

从地球到日-火系平动点轨道的转移

平动点轨道特殊的空间位置及动力学特征,使其在深空探测中具有重要的应用。以日-火系平动点轨道(Lissajous与Halo轨道)任务为目标,结合平动点轨道的不变流形理论,研究了小推力转移问题。首先给出了圆型限制性三体动力学模型下平动点附近不变流形(稳定和不稳定流形)高阶分析解以及相应的计算实例。接着以流形分析解为基础,建立了初始小推力轨道优化模型,并利用改进的协作进化算法求解初始小推力轨道。最后将初始轨道离散,采用多点打靶法将最优控制问题转化为参数优化问题,并用序列二次规划方法(SQP)求解。仿真结果证明轨道设计方法的有效性。     

小倾角GSO卫星的转移轨道优化设计

分析了采用小倾角地球同步轨道(GSO)策略后轨道转移变轨推进剂消耗增加的原因,对传统的地球同步转移轨道(GTO)提出了优化措施,根据月份发射的不同,选取不同的转移轨道近地点幅角ω,降低了转移轨道变轨所需的速度增量。速度增量平均降幅可达到55m/s,相当于延长了该卫星1年的推进剂消耗寿命。文章的研究结果可为优化卫星总体设计提供参考。     

小展弦比飞翼大迎角状态空间气动力建模

现代军机大迎角区域性能对空中作战优势的建立有着重要影响,针对大迎角区域建立合适的数学模型对于飞行仿真、稳定性分析和控制律设计都有着重要作用,并且对于解决飞行安全问题和研究飞机失速和尾旋问题具有重要意义。针对小展弦比飞翼标模的迟滞特性,对状态空间模型进行改进,应用大振幅强迫振荡试验数据建立了非定常气动力模型,采用风洞典型机动模拟试验验证状态空间模型的有效性和适用性。结果表明：本文发展并改进的状态空间模型能够准确预测小展弦比飞翼标模不同机动下的非定常气动力特性,具有较强的工程实用性。     

基于小卫星平台的空天支援突防技术

目前国外各类导弹防御(MD)系统正通过信息融合、资源共享、组网工作等方式朝着一体化防御方向发展,仅仅依靠导弹自身携带的电子干扰设备,存在技术突防手段单一的问题.提出一种基于小卫星平台的空天支援突防技术,通过多站组网工作,可以在弹道导弹突防过程中提供全程支援式干扰,配合导弹携带的突防干扰设备,实现多平台、多于扰技术的协同作战体系,有效增加导弹的突防能力.