【技术实现步骤摘要】
利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置及方法
本专利技术涉及航天技术，具体涉及一种利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置及方法。
技术介绍
人类对外太空的探索活动逐渐增加，带来效益的同时也对空间环境也产生了持续深远的影响，太空中残留的火箭末级、失效卫星、航天器任务抛弃物、航天器解体及碰撞衍生物等大量空间碎片对人类航天事业的发展已构成了巨大威胁。因此，空间碎片的主动移除技术已成为目前航天领域研究的热点。空间碎片主动移除的首要关键是实施在轨捕获，而空间碎片大多是非合作目标，由于目标已失去姿态调整能力，且长期处于失控状态运行，受太阳光压、重力梯度等摄动力矩及失效前自身残余角动量的影响，往往会出现复杂的旋转运动，乃至最终趋向于自由翻滚运动。若能做到抓捕前将其转速减慢或直至静止，即消旋处理，将有利于后续的直接捕获及回收处理。对翻滚非合作目标消旋是指利用外部控制力矩来衰减目标角速度，实现方式按作用力是否与目标接触分为接触式和非接触式两种。基于减速刷或机械脉冲等接触式消旋方法适用于质量较大目标的快速消旋，但是对提供支撑的服务航天器影响大，在消旋过程中对服...
【技术保护点】
1.一种利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置，其特征在于，包括安装有太阳能帆板(2)的服务航天器主体(1)，服务航天器主体(1)表面上分布有吸附式质量块(3)和弹射装置(4)；吸附式质量块(3)位于弹射装置(4)顶部并能够被弹出；所述的吸附式质量块(3)的各个表面均匀地分布着用于和目标连接的吸附组件。
【技术特征摘要】
1.一种利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置，其特征在于，包括安装有太阳能帆板(2)的服务航天器主体(1)，服务航天器主体(1)表面上分布有吸附式质量块(3)和弹射装置(4)；吸附式质量块(3)位于弹射装置(4)顶部并能够被弹出；所述的吸附式质量块(3)的各个表面均匀地分布着用于和目标连接的吸附组件。2.根据权利要求1所述的利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置，其特征在于，所述的弹射装置(4)包括设置在壳体内的弹簧(6)和传动杆件(7)，传动杆件(7)支撑吸附式质量块(3)，传动杆件(7)与弹簧(6)接触并压缩弹簧(6)。3.根据权利要求1所述的利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置，其特征在于，所述的吸附组件为吸盘(5)。4.一种如权利要求1-3任意一项所述的利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置的消旋方法，其特征在于，当服务航天器到达目标附近时，通过向目标上特定位置发射吸附式质量块，改变目标的转动惯量分布，从而改变目标的角加速度，进而改变目标的角速度，实现对目标的快速消旋。5.根据权利要求4所述的利用吸附式质量块改变转动惯量分布的空间碎片消旋装置的消旋方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：对目标运动进行分析，使目标的角速度ω→0：设目标当前时刻的角速度为ω0和惯量矩阵为I0，当前角速度ω0与角加速度符号相反，即让目标朝着ω0幅值减小的方向的运动；根据空间碎片姿态运动方程(1)和角动量守恒方程(2)进一步明确目标惯量矩阵I各个分量的变化，得到消旋方案；L＝Iω＝常数(2)式中：ωx、ωy和ωz分别为本体系下x、y和z方向的角速度ω的分量；Ix、Iy、Iz和Ixy、Ixz、Iyz分别为目标的惯量矩和惯量积，它们是惯量矩阵I的分量，具体见式(3)；L是目标的角动量；步骤2：确定吸附式质量块在目标上的分布位置及...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁建平，万文娅，马卫华，方静，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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