地球轨道更加拥挤,拥挤会导致两个轨道物体发生碰撞的概率增加。就像我们重视地球的环境保护一样,以地球为中心的太空产业的未来必须安全和可持续地进行。空间领域感知 (SDA) 和空间交通管理 (STM) 是近乎实时的连续操作,需要不断努力,部分原因是轨道体具有类似天气的混乱性质。太阳辐射压力、驻留空间物体 (RSO) 姿态、轨道机动、大气密度波动和排气等因素与传播模型有巨大不同。从根本上说,对地球轨道上的所有物体有精确、实时和整体感知的唯一方法是建立一个网络来持续监测它。自动化是这种监视网络的关键。空间监视网络 (SSN) 提供了用于 SDA 的大部分数据。 SSN 可探测、跟踪、识别并维护地球轨道上超过 26,000 个物体的目录 [1]。space-track.org 上公开的目录是美国太空司令部 (USSPACECOM) 致力于信息共享以促进安全和可持续的太空环境的一部分。
目录 第一章 简介 1.1 长征系列火箭及其历史 1-1 1.2 各类任务的发射场 1-4 1.2.1 西昌卫星发射中心 1-4 1.2.2 太原卫星发射中心 1-5 1.2.3 酒泉卫星发射中心 1-5 1.3 长征系列火箭发射记录 1-6 第二章 长征二号丙火箭概述 2.1 概述 2-1 2.2 技术描述 2-1 2.3 长征二号丙火箭系统组成 2-2 2.3.1 火箭结构 2-2 2.3.2 推进系统 2-4 2.3.3 控制系统 2-4 2.3.4 遥测系统 2-5 2.3.5 跟踪与安全系统 2-5 2.3.6 分离系统 2-13 2.4 CTS 简介 2-15 2.4.1 航天器适配器 2-15 2.4.2 航天器分离系统 2-15 2.4.3 轨道机动系统 2-16 2.6 长征二号丙火箭执行的任务 2-17 2.7 坐标系和姿态定义 2-18 2.8 长征二号丙火箭发射的航天器 2-19 2.9 升级为长征二号丙火箭 2-19 第三章 性能 3.1 长征二号丙火箭任务描述 3-1 3.1.1 飞行顺序 3-1 3.1.2 长征二号丙火箭/CTS 特性参数 3-4 3.2 发射能力 3-6 3.2.1 发射场基本信息 3-6 3.2.2 两级长征二号丙火箭任务性能 3-6 3.2.3 长征二号丙火箭/CTS任务性能 3-9 3.3 注入精度 3-10 3.3.1 两级 LM-2C 注入精度 3-10
2016 年 8 月 – 2021 年 7 月 欧盟委员会 – COMPASS:通过扰动控制轨道机动以应用于空间系统 太空通过为地球提供服务而造福人类。未来的太空活动得益于太空转移而发展,并受到太空态势感知的保障。自然轨道扰动是导致轨迹偏离标准二体问题的原因,增加了轨道控制的要求;而在太空态势感知中,它们会影响太空垃圾的轨道演变,这些垃圾可能会对可能与地球相交的运行航天器和近地物体造成危害。然而,该项目建议利用自然轨道扰动的动力学来显着降低目前极高的任务成本,并为太空探索和开发创造新的机会。 COMPASS 项目将通过开发通过轨道扰动“冲浪”进行轨道机动的新技术,跨越轨道动力学、动力系统理论、优化和太空任务设计等学科。使用半分析技术和动态系统理论工具将为重新理解轨道扰动的动力学奠定基础。我们将开发一个优化器,逐步探索相空间,并通过航天器参数和推进机动来控制扰动的影响,以达到所需的轨道。COMPASS 的目标是从根本上改变当前的太空任务设计理念:从抵消干扰到利用自然和人为扰动。网址:www.compass.polimi.it
在轨服务 (OOS) 为航天器 (s/c) 的加油、检查、维修、维护和升级提供了新的机会。随着技术的成熟和经济前景的改善,OOS 是未来航天增长的一个重要领域。这种拥堵促使航天器运营商探索如何利用 OOS。地球静止轨道 (GEO) 航天器的 OOS 任务目前正在进行中。这是由于为长寿命整体式化学推进 GEO 资产加油的商业案例已经结束。然而,除了技术演示外,目前还没有针对低地球轨道 (LEO) 航天器的 OOS 计划,因为它们的设计寿命较短且成本较低。随着行业将重点转向 LEO,为 LEO 航天器提供服务将变得尤为重要。为 LEO 星座设计 OOS 系统与基于 GEO 的系统不同,这种差异归因于 LEO 卫星的扩散、环境影响(J2 节点进动、阻力)和不同的星座模式。由于访问增加、分布式风险、灵活性和成本增加,LEO 中的卫星星座正变得更加分散。s/c 的 OOS 可以减少对子系统的要求,例如安全性和冗余需求。这些要求的减少将降低风险、降低成本并提高系统弹性。本文分析了扩散的 LEO 星座中 OOS 的好处。对几种 OOS 系统架构进行了建模;在每个系统架构中,模型将改变服务商数量、高度和轨道机动等质量。该模型的目标是优化成本、时间和效用,以生成 OOS 系统架构的权衡空间。
摘要 — 快速可靠的优化轨道转移计算方法对于初始阶段的项目至关重要。它们可以对推进子系统(卫星设计的主要组件之一)进行初步的、现实的规模估算。这篇论文由 ReOrbit Oy 完成,提出了一种最短时间的最优轨道,用于将微型卫星从 GTO 轨道提升到 GEO,假设通过电力推进连续发射。根据此模拟得出的 ∆ v 要求,选择合适的电力推进系统,并详细说明其配置在燃料和推力要求方面的设计。这是通过考虑轨道提升带来的主要贡献,以及 10 年寿命期间每天进行两次的轨道机动所产生的附加物,如位置保持修正和反作用轮去饱和。优化方法是低推力轨道机动的直接-间接混合方法,采用庞特里亚金最小原理将其转录为非线性规划问题。利用 Lyapunov 控制理论获得启动优化器所需的初始猜测。实施轨道平均技术,能够在优化过程中快速计算多条轨迹。动态模型包括 J 2 纬向谐波、太阳辐射压力、太阳和月亮的第三体效应以及高达 1500 公里的大气阻力等干扰。利用圆柱形阴影模型评估日食条件,因为在地球阴影中,太阳能电力推进会经历零推力期。电力推进系统配置是通过权衡研究和不同供应商之间的比较来确定的。选定的方案包括 4 个氙气推进器,配备互补的电源处理单元和推进剂管理系统,总转移时间不到 4 个月。通过在 GEO 中改变推进器的配置,转移轨迹和在轨机动都使用相同的推进系统。
具有多轴推力矢量的纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT) IEPC 2022-558 在第 37 届国际电力推进会议上发表 麻省理工学院,美国马萨诸塞州剑桥 2022 年 6 月 19 日至 23 日 Curtis A. Woodruff 1、Magdalena Parta 2、Darren M. King 3、Rodney L. Burton 4 和 David L. Carroll 5 CU Aerospace (CUA),美国伊利诺伊州香槟市 61822 摘要:CU Aerospace (CUA) 开发了同轴纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT),具有多轴推力矢量能力,可为小型卫星实现高脉冲主推进任务。推进器子系统测试采用 1.7U 系统配置,配备 26 J 储能单元 (ESU),运行功率为 78 瓦 (3 Hz),平均推力为 0.60 mN,比冲为 3,500 s,效率为 13%。推进器性能随燃料进给率而变化。加速子系统寿命测试显示,电容器充电/放电循环次数超过 16 亿次,电流波形几乎相同。独立控制输入功率和推进剂进给率的能力允许调整推力水平和 Isp。迄今为止的测试表明,电磁推力矢量控制能力在俯仰和偏航轴上达到 ±10 度左右。此外,该系统还有可能提供对滚转轴的控制权。俯仰和偏航推力矢量控制性能与最近的推进器性能改进一起展示。一台总冲量为 28,000 Ns 的 1.7U FPPT 正在集成到 CUA 的 NASA 资助的双推进实验 (DUPLEX) 立方体卫星上,目前计划于 2023 年第一季度发射。FPPT 技术是一种极具吸引力的选择,可以满足许多微推进需求,包括延长轨道机动、防撞机动、深空任务、阻力补偿和脱离轨道。命名法
M.Tech. 课程内容 AS 3010 航空航天技术概论 3003 航天任务类型、环境、天体动力学:轨道力学基础(双体运动、圆周速度和逃逸速度、椭圆双曲和抛物线轨道运动);基本轨道机动。 火箭推进基础:上升飞行力学:运载火箭选择。进入大气层;进入飞行力学;进入加热。姿态确定和控制;基本概念;旋转动力学回顾;刚体动力学;扰动扭矩;被动姿态控制;主动控制;姿态确定。热控制、航天器功率、电信。 AS 5010 工程空气动力学与飞行力学 3003 流体力学基本方程。无粘流。流函数。速度势。二维不可压缩流:拉普拉斯方程及其解。翼型流;保角变换,薄翼型理论。有限机翼简介;普朗特升力线理论。边界层和分离对翼面流动的影响。大气。飞机基本性能评估。稳定性和控制简介。 AS 5020 气体动力学和推进要素 3003 气体动力学基本方程。一维等熵流。马赫波,冲击波。带有冲击、传热和摩擦的一维流动。二维冲击。普朗特-迈耶流。线性化二维亚音速流;普朗特-格劳特/戈特特变换。线性化超音速流;阿克雷特理论。吸气式和火箭推进系统的分类及其工作原理。螺旋桨理论,不同类型发动机的性能。高度和前进速度的影响。燃气涡轮发动机部件、构造和性能。 AS 5030 飞机和航空航天结构 3003 飞机分类、飞行原理、飞行控制、基本仪器和飞机系统、直升机机翼分析。剪切中心。封闭和开放管的弯曲和扭转。多室管。柱和梁柱。板和板桁组合的弯曲和屈曲。机身分析。实验技术;应变计、光弹性、离散和连续系统的振动。
EIC 探路者挑战赛:空间太阳能收集用于创新空间应用 2.1 背景和范围 太阳中的热核反应实际上是一种无限的能源,但是迄今为止只有极小的一部分得到了开发。与此同时,卫星发射的增多和低地球轨道 (LEO) 巨型星座的进步、在轨卫星服务 (IOS) 的出现以及主动碎片清除 (ADR) 服务的出现表明需要能源来为不断增加的航天器空间机动性提供动力。卫星所有者有望在多个轨道上发射、服务卫星、执行防撞机动并将其卫星或太空拖船移动到所需轨道(例如 LEO 等)。因此,未来的航天器将需要创新的推进能力,以实现长期可靠、经济实惠且可扩展的空间机动解决方案。寻找一种在太空中收集太阳能并将其传输给各种太空接收器(可能通过适当的转译器网格)以用于各种太空应用和新型推进方法的富有远见的想法将为可再生和可自我维持的太空移动解决方案带来突破性创新,并为欧洲卫星所有者带来巨大利益。轨道活动呈指数级增长,需要太空移动,并采用改变游戏规则的新型推进方法和能源进行推进。只要开发出适当的推进系统,太空能量收集就可以为轨道中的航天器提供持续的能量,以实现太空移动。这些可能是绿色推进解决方案,利用转换和传输的能量进行轨道机动。改变游戏规则的绿色推进解决方案可在不影响发射成本甚至降低发射成本的情况下提高有效载荷能力,这是需要解决的挑战之一。此外,由于缺乏大气层,这种绿色能源也有可能以有限的损失传输到月球表面,用于各种太空应用,例如原位资源利用 (ISRU)。掌握开发创新太空应用所需的所有技术将支持欧盟在能源、太空机动绿色推进和太空运输等关键领域的战略自主。2.2 总体目标和具体目标 EIC 正在寻求在太空能量收集和传输以及使用此类收集能量的新型推进概念领域取得突破。