中俄研數字模型航天體

衛星是環繞一顆天體按一定的軌道做周期性運行的物體，可指人造衛星和天然衛星。由俄羅斯薩馬拉大學和中國西北工業大學組成的中俄科研團隊日前構建了一個數學模型，便於有效控制由繩索連接的衛星組合體。

這一概念模型有助於建立基於航天器小推力發動機的控制系統，使繫繩系統的旋轉平面實現大角度旋轉。研究人員表示：“新模型的主要優勢在於，我們能夠以解析形式獲得電推進器的控制規律，從而使系統進入旋轉狀態並抵禦各種擾動。這將有助於我們更快地創建一個真正的航太系統。”

研究人員指出，空間旋轉繫繩系統是由兩個航天器組成的組合，旋轉模式類似於“太空彈弓”，其質量中心可沿着預定軌道移動。該系統通常由一顆大型主衛星和一顆小型子衛星組成，通過一條數十公里長的纖細而堅固的繩索連接。

據悉，空間繫繩技術在空間有廣泛的應用，其中動量交換是空間繫繩最有應用前景的技術之一。研究人員表示，動量交換可以實現有效載荷從低軌道到目的地如月球或火星的轉移，以及失效衛星或空間碎片的離軌等。在實現動量交換系統之前，必須克服一些挑戰。動量交換最關鍵的技術是繩繫輔助交會和有效載荷捕獲。繩繫輔助交會意味着有效載荷和主星不在同一軌道高度上，這使對接機構和有效載荷的交會視窗非常短，捕獲很困難。與傳統航天器的交會對接相比，利用繩繫系統進行交會對接可節省大量燃料，降低成本，在一定程度上可提高安全性和可靠性，甚至可重複使用，因此有較高的應用價值。經過一系列的空間飛行試驗證明，繩繫系統的關鍵技術已被突破，如：繫繩的伸展和收回、子星狀態控制、繫繩的自動切斷、子星的再入、導體繫繩的電動力學應用等，並對長繫繩生存能力進行了研究，出現了一些新的控制演算法，這為繩繫系統在航天器交會對接中的應用提供了有利條件。

研究人員指出，空間旋轉繫繩系統使人們能夠完成現有航天技術手段不容易實現或成本高昂的任務，包括用於產生人工重力、組成衛星星座和將衛星發射入軌等。其中，將繫繩系統應用於“太空清道夫”（清除軌道上的太空垃圾）的研究備受關注。

美 子