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World File Search System接近阶段
机器人捕获航天器的联合控制和导航方法
在轨服务（IOS）可以延长卫星的使用寿命，而实施主动碎片清除（ADR）以有效解决空间碎片问题的必要性已在航天界广为人知。在新一代传感器和控制系统的发展的推动下，实现此类任务的技术解决方案研究正在蓬勃发展。除了私营公司、航天机构和大学之外，欧洲航天局（ESA）几十年来一直在开发该领域的技术。多年来，人们提出了多种安全捕获轨道物体的解决方案，其中大多数依赖于机器人系统。一个有前途的选择是使用配备高度灵巧的机械臂的自主航天器（追逐者），该机械臂能够与驻留的空间物体对接。这一操作在接近阶段和接触后都带来了复杂的技术挑战。在这方面，设计一个有效、可靠、稳健的制导、导航和控制 (GNC) 系统对于确保安全执行任务起着关键作用，该系统可以实现多种算法架构和硬件配置。这项工作展示了由与 ESA 签订合同的大学联盟开展的研究活动的成果，该研究旨在开发 GNC 系统的导航和控制子系统，用于控制配备冗余机械手的追赶者。研究中考虑了捕获前的最终接近阶段和捕获后的目标稳定阶段。提出的解决方案旨在实施联合控制策略。采用稳健控制方法来设计控制律，以应对追赶者的不确定、非线性动力学以及捕获后完整的追赶者-目标堆栈。选择基于视觉的解决方案，即依靠主动/被动光电传感器，进行相对导航。用于相对和绝对导航的完整传感器套件是 GNC 系统的一部分，包括用于机器人关节测量的传感器。为了正确验证提出的解决方案，已经开发了一个完整的数值模拟器。该软件工具可以全面评估系统性能，考虑所有相关的外部干扰和误差源。真实的合成图像生成器也用于相对导航性能评估。本文介绍了设计解决方案和初步数值测试的结果，考虑了三种任务场景，以证明该解决方案的灵活性及其对各种操作情况的适用性。
用于在轨服务的具有柔性附件的旋转漂浮空间机器人的鲁棒控制
线性和角航天器动力学。已经针对捕获应用进行了研究，因为潜在的翻滚目标需要经过调整的机械手方法。通过 Giordano 等人 (2018) 提出的工作空间调整策略或 Giordano 等人 (2019) 同时控制全局质心和航天器姿态，已经研究了如何有效使用推进器来补偿机械手运动。同样，当仅控制机械手时，Pisculli 等人 (2015) 开发了反应零空间控制，以减少机械手和航天器底座之间的相互作用。还可以注意到没有考虑底座执行器的情况。更一般地说，轨迹规划被认为可以减少机械手运动和/或外部干扰对底座的影响，至少对于无奇点轨迹而言。Rybus 等人采用了非线性模型预测控制。 (2017) 确保机械手实现优化轨迹，最大限度地减少机械手对卫星的干扰，同样在捕获接近阶段，Lu 和 Yang (2020) 研究了笛卡尔轨迹规划，以最大限度地减少姿态干扰，Seddaoui 和 Saaj (2019) 提出了一种用于燃料消耗优化的无碰撞路径和无奇点路径的通用轨迹规划，同时采用 H ∞ 控制和前馈补偿处理内部和外部扰动。
近地小行星侦察兵 - 任务更新
从美国宇航局的太空发射系统 (SLS) 部署后，近地小行星 (NEA) 侦察兵任务将前往一颗小行星进行近距离飞行并对其进行成像，主要推进器为面积为 86 平方米的太阳帆。太阳帆是一种大型镜面结构，由轻质材料制成，可反射阳光来推动航天器。持续的太阳光子压力可提供推力，而不需要传统化学和电力推进系统所使用的笨重、消耗性的推进剂。NEA 侦察兵由美国宇航局的马歇尔太空飞行中心 (MSFC) 和喷气推进实验室 (JPL) 开发，基于行业标准的立方体卫星外形。该航天器尺寸为 11 厘米 x 24 厘米 x 36 厘米，重量不到 14 公斤。从太空发射系统 (SLS) 部署后，太阳帆将展开，航天器将开始其 2.0 到 2.5 年的旅程。在小行星飞掠前约一个月，NEA Scout 将搜索目标并开始其接近阶段，使用无线电跟踪和光学导航相结合的方式，对目标进行相对缓慢的飞掠（10-20 米/秒）。本文将介绍任务概要、帆船、任务设计以及深空运行的最初几个月。