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具有多有效载荷/多轨道注入能力的新型绿色一次性上面级技术概念研究
比萨大学，土木与工业工程系 - 航空航天部，意大利比萨 56122 lily.blondel@ing.unipi.it； alberto.sarritzu@ing.unipi.it； angelo.pasini@unipi.it b 米兰理工大学，航空航天、科学与技术系。 （DAER），20156 米兰，意大利 inigo.alforja@polimi.it； michelle.lavagna@polimi.it c 布伦瑞克工业大学，空间系统研究所，38106 布伦瑞克，德国 l.ayala-fernandez@tu-braunschweig.de d 布鲁塞尔自由大学，航空热力学系，1050 Bruxelles，比利时 riccardo.gelain@ulb.be ; patrick.hendrick@ulb.be 和 ONERA/DMPE，图卢兹大学，F-31410 Mauzac，法国 christopher.glaser@onera.fr；杰罗姆·安索因@onera.fr； Jouke.Hijlkema@onera.fr f 德累斯顿工业大学，航空工程学院，01062 德累斯顿，德国 Livia.Ordonjez-Valles@hs-bremen.de; martin.tajmar@tu-dresden.de g 不来梅应用技术学院，28199 不来梅，德国 Livia.Ordonjez-Valles@hs-bremen.de ; uapel@fbm.hs-bremen.de h 柏林工业大学，空间技术系，10587 柏林，德国 e.stoll@tu-berlin.de * 通讯作者
ASCenSIon 中可重复使用运载火箭的任务分析、GNC 和 ATD：多轨道多有效载荷注入、再入和安全处置
摘要 可重复使用运载火箭 (RLV) 不仅是经济和生态可持续的太空进入的关键，也是满足对小型卫星和巨型星座日益增长的需求的一项至关重要的创新。为了确保欧洲独立的太空进入能力，ASCenSIon（推进太空进入能力 - 可重复使用性和多卫星注入）作为一个创新培训网络诞生，拥有 15 名早期研究人员、10 名受益者和 14 个遍布欧洲的合作组织。本文概述了该任务，从可重复使用级的上升到再入，包括多轨道注入和安全处置。特别关注 ASCenSIon 内部开展的有关任务分析 (MA)、制导导航和控制 (GNC) 和气动热力学 (ATD) 的活动。介绍了项目的预见方法、途径和目标。这些主题由于相互关联，需要内部创新和高水平的协作。飞行前设计能力推动了 MA 和 GNC 任务化工具与 ATD 软件相结合以测试/探索再入解决方案的必要性。这种可靠而高效的工具将需要开发用于发射器再入的 GNC 算法。此外，还解决了 RLV 轨迹优化的具体挑战，例如集成的多学科飞行器设计和轨迹分析、快速可靠的机载方法。随后，本研究的结果用于制定控制策略。此外，执行新颖的多轨道多有效载荷注入。随后，开发了一种 GNC 架构，该架构能够在精度和软着陆约束下以最佳方式将飞行器引导至目标着陆点。此外，ATD 在多个阶段影响任务概况，需要在每个设计步骤中加以考虑。由于初步设计阶段的复杂性和计算资源有限，需要使用响应时间短的替代模型来基于压力拓扑预测沿所考虑轨迹的壁面热通量。完整的概况包括发射装置为确保遵守空间碎片减缓指南而采用的任务后处置策略，以及这些策略的初步可靠性方面。本文对 ASCenSIon 工作框架内讨论的主题及其相互联系进行了初步分析，为开发 RLV 的新型尖端技术铺平了道路。关键词：可重复使用运载火箭、制导、导航和控制、可靠性、气动热力学、