航天器壽命末期離軌技術(shù)研究綜述

康會(huì)峰，梅天宇，夏廣慶，王曉陽，范益朋，鹿暢，3

1. 北華航天工業(yè)學(xué)院 航空宇航學(xué)院，廊坊 065000 2. 大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連 116024 3. 河北省跨氣水介質(zhì)飛行器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廊坊 065000

1 引言

航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展，使人類對(duì)太空有了更深刻的了解，但與此同時(shí)，也對(duì)空間環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響。目前被空間碎片監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)定期跟蹤、編目的碎片超過28 000個(gè)，近地軌道人造物體的總質(zhì)量超過了9 200 t[1]，大量空間碎片被遺留在太空中將嚴(yán)重影響航天器正常在軌運(yùn)行。中美俄等航天大國紛紛建立起預(yù)警系統(tǒng)，為航天器正常在軌工作保駕護(hù)航。為了安全、持續(xù)地開發(fā)和利用外層空間資源，有效遏制空間碎片密度快速上升、碰撞風(fēng)險(xiǎn)日益加劇的趨勢，在采取鈍化、系留、離軌等后處理措施以減緩空間碎片產(chǎn)生的同時(shí)，還有必要設(shè)法移除軌道上已存在的空間碎片[2]。

現(xiàn)有航天器離軌方式主要有電動(dòng)力繩系離軌、離軌帆離軌、增阻球離軌及捕獲式離軌等。電動(dòng)力繩系離軌主要通過服務(wù)衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行控制，繩體在軌展開長度較長，其可控展開技術(shù)難度高、不成熟，繩系展開控制及姿態(tài)穩(wěn)定是目前研究的熱點(diǎn)。中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)的孔憲仁、徐大富，南京航空航天大學(xué)的文浩、金棟平在電動(dòng)力繩系離軌控制[3]、動(dòng)力學(xué)分析[4-5]及離軌時(shí)間預(yù)估[6-7]方面進(jìn)行了大量研究。離軌帆裝置與增阻球裝置是兩種新興的離軌裝置，此兩種裝置可在衛(wèi)星發(fā)射前安裝在衛(wèi)星上，在衛(wèi)星完成任務(wù)后對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行軌道轉(zhuǎn)移。……