Attitude control system design and on-orbit performance analysis of nano-satellite––‘‘Tian Tuo 1’’

‘‘Tian Tuo 1'(TT-1) nano-satellite is the first single-board nano-satellite that was successfully launched in China. The main objective of TT-1 is technology demonstration and scientific measurements. The satellite carries out the significant exploration of single-board architecture feasibility validation, and it is tailored to the low-cost philosophy by adopting numerous commercialoff-the-shelf(COTS) components. The satellite is featured with three-axis stabilization control capability. A pitch bias momentum wheel and three magnetic coils are adopted as control actuators.The sun sensors, magnetometers and a three-axis gyro are employed as the measurement sensors.The quaternion estimator(QUEST) and unscented Kalman filter(UKF) method are adopted for the nano-satellite attitude determination. On-orbit data received by ground station is conducted to analysis the performance of attitude determination and control system(ADCS). The results show that the design of ADCS for TT-1 is suitable, robust and feasible.     

高空气球太阳能电池标定用太阳跟踪控制技术

高空气球标定的太阳能电池是可被用于地面太阳模拟器和太阳光光强检测的标准电池。首先,给出了由飞行气球搭载的高空太阳能电池标定所使用的太阳跟踪控制系统设计方法,包括基于STM32的太阳跟踪控制系统硬件设计方案、混合自动追踪控制策略、软件开发与实现方法、高空跟踪控制技术问题解决方案以及高空标定试验等。同时,解决了高空气球电池标定用太阳跟踪控制系统在极端环境下高可靠性、连续追踪和防抖动等关键技术问题。试验结果为气球飞行高度32km,平飘时间超过2h,太阳跟踪偏差小于1°。经初步分析,高空太阳跟踪控制系统标定测试结果合理可靠,工作性能稳定,为中国高空气球太阳能电池AM0标定用太阳跟踪控制系统的研究提供了新思路。     

基于Monte Carlo的聚焦型X射线脉冲星望远镜多物理场耦合分析方法

聚焦型X射线脉冲星望远镜(XPT)是涉及光学、机械学、热学等多学科的复杂航天载荷,多物理场耦合分析对提高其在轨性能和可靠性至关重要。传统的光机热多场耦合分析(MCA)方法并不能考虑X射线能量及其反射率信息,而且存在学科间数据传递困难的问题。为此,首先基于Monte Carlo和X射线全反射理论提出了一种高效的多物理场耦合分析方法。该方法同时考虑X射线能量和反射率两大特征信息,基于有限元分析(FEA)法建立了XPT热-结构物理场耦合方程和有限元分析模型,针对不同工况进行热分析、结构分析以及热-结构物理场耦合分析。其次,采用Construction Geometry函数分别提取不同工况下光学镜头面形的形变量,并基于多项式函数对变形后的镜头面形进行拟合和误差分析。然后,基于所提方法对变形后的光学系统聚焦性能进行分析与评价,得到镜头形变对XPT光学聚焦性能的影响规律。最后,以多层嵌套的XPT为例,对不同视场角和形变的X射线光学系统聚焦性能进行了仿真分析。结果表明,在全视场时热-结构耦合形变、热形变及结构形变导致XPT聚焦性能分别下降30.01%,14.35%和7.85%,弥散斑均方根依次为2.9143 mm,2.6038 mm,2.5311 mm。通过与试验结果对比分析,验证了所提方法的有效性,可用于XPT的可靠性设计。     

日本研制新型太阳观测卫星

日本的航天与航空科学研究所(ISAS)现正研制两颗新型复杂的太阳观测卫星:太阳A卫星和Geotail卫星。美国和英国的有关单位参与了这项研制计划。一、太阳A卫星太阳A卫星价值3300万美元,计划在1991年8月或9月用日产公司的     

空间等离子体导致高电压太阳阵的电流收集

给出一种能方便计算空间等离子体引起高电压太阳阵（HVSA）电流收集的理论统计模式，通过对物理过程分析认为空间等离子体致HVSA的功率损耗对HVASA的设计是不应忽视的。     

根据行星际闪烁(IPS)的双频互谱估计太阳风速度

本文讨论了观测频率为232MHz和327MHz时,利用互谱的方法估计太阳风速度的可能性、考虑路径积分效应,结果表明在17°≤ε≤50°范围内,对于几种可能的太阳风速度分布,由互谱所得结果与太阳风速度值差别小于15%.      

航天器太阳帆板展开过程的最优控制

本文讨论航天器太阳帆板展开过程中主体姿态的最优控制问题. 利用多体动力学与最优控制理论建立数学模型, 考虑系统的非完整约束特性, 提出太阳帆板展开过程的最优控制算法. 通过数值仿真, 表明该方法对太阳帆板展开姿态控制的有效性.      

众眼看宇宙

1609年，意大利伟大的科学家伽利略首次将他自制的望远镜以准茫茫宇宙。400年来，在航天技术的有力支撑下，天文学家得以将一个个空间望远镜发射升空，与神秘的宇宙进行发射升空，与神秘的宇宙进行近距离的“亲密接触”。那么这些“亲密接触”给我们带来了什么呢？从这一期起，众眼看宇宙栏目将带您走入这个神秘世界。     

斯必泽空间红外望远镜（SPITZER）

这是著名的三叶星云在不同波段的照片，左边的是可见光波段，乘下的三幅则都是航宇局的Spitzer空间望远镜拍摄的红外波段的影像，三叶星云位于人马座距离地球5400光年，是一个巨大的由尘埃和气体组成的产星星云。     

XMM-牛顿X射线望远镜

永不“凋谢”的超新星 通过使用欧空局的XMM-牛顿X射线望远镜，天文学家最近发现一个于1979年爆发的超新星SN1979C在X射线波段上的亮度同几年前一样，这一发现非常令人吃惊，因为通常这类天体在几个月的时间内就会变暗。通过对这颗超新星的光环进行研究，天文学家能够得到关于这颗恒星的大量历史资料——包括爆发之前以及爆发之后的情况。