CE-4中继卫星使命轨道维持与动量轮卸载联合控制方法

发布时间：2024-05-13 22:57

　　针对嫦娥四号中继卫星动量轮频繁喷气卸载对其使命轨道Halo轨道的扰动问题,定性分析了卫星角动量累积规律和动量轮卸载对使命轨道构型的影响,给出了动量轮卸载前后角动量变化量与喷气卸载等效速度增量的关系,在角动量卸载预测的基础上,提出了一种使命轨道维持与动量轮卸载联合控制方法,通过偏置维持控制目标抵消控后动量轮卸载影响,达到延长轨道维持控制周期和节省推进剂的目的,给出了控制目标偏置量的求解方法。工程应用结果验证了方法的有效性。

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【部分图文】：

图1圆形限制性三体问题平动点示意图

根据限制性三体假设,第三体质量为m,两个大天体质量分别为m1和m2,满足m?m2<m1。在圆形限制性三体问题中,存在5个平动点(如图1所示),其中L1,L2,L3为共线平动点,L4和L5为三角平动点。描述卫星在平动点附近运动时涉及旋转坐标系。以地月系三体系统为例,地月L2点旋转坐....

图2地月L2点旋转坐标系示意图

嫦娥四号中继卫星承担月球背面探测器与地球之间的中继通信任务,综合考虑到月掩、星器可见性等几何条件影响,其使命轨道类型采用地月L2点Halo轨道(如图3所示),在地月L2点旋转坐标系中其x方向振幅约1.2万km,y方向振幅约3.6万km,z方向振幅约1.3万km,光照时间比例接近1....

图3地月L2旋转坐标系Halo轨道形状示意图

图2地月L2点旋转坐标系示意图1.2Halo轨道动力学方程及求解方法

图4星体坐标系(左)及动量轮布局(右)

太阳光压是嫦娥四号中继卫星长期在轨稳定飞行的主要干扰源之一,太阳光压相对应的压心和卫星质心不重合时,会产生太阳光压力矩,这是干扰中继卫星姿态稳定性的最主要干扰力矩。嫦娥四号中继卫星采用由偏置动量轮组成的整星零动量方案,即在各轴安装偏置动量轮,在合成动量反方向设置对称动量轮,如图4....

本文编号：3972834