科学家得出空间旋转系绳系统控制规律
2024年12月19日, 17:29 (更新: 2024年12月19日, 17:32)
© 帕维尔·法捷严科夫
关注
由西北工业大学（西安）和俄罗斯萨马拉大学共同参与的中俄科研团队构建了一个数学模型，便于有效控制由绳索连接的卫星组合体。研究人员称，该模型可用于航天器编组的高效控制。
相关成果发表在学术期刊《宇航学报》（Acta Astronautica）上。
空间旋转系绳系统是由两个航天器组成的组合，其旋转模式类似于“太空弹弓”，其质量中心沿着预定轨道移动。据以科罗廖夫院士命名的萨马拉国家研究型大学介绍，该系统通常由一颗大型主卫星和一颗小型子卫星组成，通过一条数十公里长的纤细而坚固的绳索连接。
空间旋转系绳系统使人们能够完成现有航天技术手段不可能、不现实或不经济执行的任务，包括用于产生人工重力、组成卫星星座和将卫星发射入轨。最近，将系绳系统用作“太空清道夫”（清除轨道上的太空垃圾）的研究备受关注。
萨马拉大学(Samara University)飞行动力学和控制系统教研室副教授帕维尔·法捷严科夫与西北工业大学自动化学院王长青教授指导的中方研究团队合作创建了这一数学模型，有助建立基于航天器小推力发动机的控制系统，使系绳系统的旋转平面实现大角度旋转。
研究人员表示，他们根据拉格朗日方程方法推导出了旋转坐标系中的运动方程。
法捷严科夫指出：“新模型的主要优势在于，我们能够以解析形式获得电推进器的控制规律，从而使系统进入旋转状态并抵御各种扰动。这将有助于我们更快地创建一个真正的航天系统。”
他补充说，已对由3千米长的绳索连接的卫星组（两颗卫星分别重1600千克和60千克）在500千米高空的运动情况进行了研究。利用最大推力为2牛顿的电推进发动机，可将卫星组的旋转平面改变90度。科学家发现，控制系统可以确保小于千分之一弧度（小于0.05度）的定向精度。
萨马拉大学表示，该数学模型的应用为研究多航天器空间旋转运动的许多相关课题提供了可能。
未来，科学家计划开发一个真正的航天系统，以清除所需方向轨道上的太空垃圾。
空间旋转系绳系统使人们能够完成现有航天技术手段不可能、不现实或不经济执行的任务，包括用于产生人工重力、组成卫星星座和将卫星发射入轨。最近，将系绳系统用作“太空清道夫”（清除轨道上的太空垃圾）的研究备受关注。
萨马拉大学(Samara University)飞行动力学和控制系统教研室副教授帕维尔·法捷严科夫与西北工业大学自动化学院王长青教授指导的中方研究团队合作创建了这一数学模型，有助建立基于航天器小推力发动机的控制系统，使系绳系统的旋转平面实现大角度旋转。
研究人员表示，他们根据拉格朗日方程方法推导出了旋转坐标系中的运动方程。
法捷严科夫指出：“新模型的主要优势在于，我们能够以解析形式获得电推进器的控制规律，从而使系统进入旋转状态并抵御各种扰动。这将有助于我们更快地创建一个真正的航天系统。”
他补充说，已对由3千米长的绳索连接的卫星组（两颗卫星分别重1600千克和60千克）在500千米高空的运动情况进行了研究。利用最大推力为2牛顿的电推进发动机，可将卫星组的旋转平面改变90度。科学家发现，控制系统可以确保小于千分之一弧度（小于0.05度）的定向精度。
萨马拉大学表示，该数学模型的应用为研究多航天器空间旋转运动的许多相关课题提供了可能。
未来，科学家计划开发一个真正的航天系统，以清除所需方向轨道上的太空垃圾。
京公网安备11010502053235号
