在轨卫星捕获技术

编辑:折叠网互动百科 时间:2020-01-23 16:09:47
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在轨卫星捕获技术,是在轨道上通过机械臂捕捉另一个航天器的技术,使用机械臂方式捕捉敌方在轨飞行器显得比较“文明”,至少不会产生大量的碎片,由此一种以卫星平台捕获另一个卫星平台的技术浮出水面。

在轨卫星捕获技术简介

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SPDM舱外机器人系统就是一个小型的机械臂 SPDM舱外机器人系统就是一个小型的机械臂
在轨卫星捕捉涉及到空间交会对接,在变轨机动后抵达预定的轨道,并与目标卫星形成一个组合体,其涉及到全向自由度的控制技术,其中还有很强的动力学耦合。空间对接技术也是在轨卫星捕获的雏形,对接需要来那个看天气有着一样的接口构型,要相互匹配,另一种在轨捕获就是通过机械臂实现。

在轨卫星捕获技术技术使用

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2012年7月20日,中国使用“一箭三星”将“创新三号”、“试验七号”以及“实践十五号”送入轨道。
“试验七号”上可能搭载的机械臂装置,类似的任务还有航天飞机在轨捕捉,通过SRMS空间机械臂将在轨卫星抓住,两者形成轨道组合体,可以对卫星进行维修,比较典型的任务就是维修哈勃空间望远镜,国际空间站也有类似的机械臂,SPDM舱外机器人系统就是一个小型的机械臂。

在轨卫星捕获技术技术类型

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在轨捕获卫星使用6自由度的机械臂系统 在轨捕获卫星使用6自由度的机械臂系统
在轨捕捉最常见的就是机械臂装置,但是还有诸如网状的捕捉技术,通过卫星平台向目标卫星方向发射出一张大型网,将整个目标卫星都包裹起来,这种方法没有机械臂强,无法长期进行在轨作战。
一个典型的在轨捕获卫星使用6自由度的机械臂系统,同时也要配备实时的视频成像系统,在捕获过程中使用激光测距,远地点控制发动机。美国航天飞机使用的SRMS空间机械臂为6个自由度,质量为0.4吨左右,在失重环境下可以控制260吨左右的物体,所以此类机械臂控制卫星是绰绰有余的,整体结构由三个活动关节组成,还有两个臂杆系统,计算机系统可以即使将机械臂的状态告知宇航员。如果在反卫星平台上安装机械臂,显然要在视频监视等传感器控制的环境下将机械臂运动的方向、角度和速度及时反馈地面。

在轨卫星捕获技术技术特点

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在机械臂捕获过程中,如果是熟悉的目标,那么问题不大,如果是敌方卫星,那么就存在一定的不可预知性,就是说不知道敌方卫星具体外形,在捕获过程中我方卫星和目标卫星之间可能出现较强的动力学耦合问题,这样在机械臂末端捕获时如何控制就是一个难题,直接导致的问题是抓住目标卫星后如何控制姿态,这就对机械臂末端的设计提出更高的要求。

在轨卫星捕获技术技术执行

[1]  轨捕获。

在轨卫星捕获技术配套技术

一个典型的在轨捕获卫星使用6自由度的机械臂系统,同时也要配备实时的视频成像系统,在捕获过程中使用激光测距,远地点控制发动机。
“试验七号”等进行的卫星捕获实验中作为关键的在于天基目标测量,需要掌握两个航天器的相对姿态信息,这样才能从对目标航天器实施靠近作业,至少要能感知目标航天器的几何构型,哪个部位适合“下手”,综合判断目标航天器是否可以满足捕获条件,这直接关系到捕获的成败。在中国前几次的空间交互对接任务中,交会雷达是一个重要节点,主要使用了Ku波段、毫米波段还有激光雷达等措施,尤其是激光雷达,在测量精度和分辨率上都较好。反卫星平台上使用CCD光学测量技术也有重要的用途,可以提供在轨捕获时的图像数据,对两个航天器相对姿态的判断非常重要,其主要用于近距离的接触,作用范围也比激光雷达和微波雷达要小很多,大概在几百米的近距接触上有着非常好的效果。[2] 
参考资料
词条标签:
社会 武器装备