空间太阳电池帆板贴装涂胶过程时序分析与建模

基于机器人技术和粘性流体力学理论,提出了一种适用于空间太阳电池帆板自动加工的理论方法,对机器人贴装涂胶过程进行了时序分析和涂胶流动特性建模.确定了机器人单片涂胶周期和串联涂胶周期,得到了机器人涂胶运动的宏观时序模型和微观时序模型,及任意时刻机器人对应的涂胶位置坐标,建立了涂胶速度场模型以及胶体流量模型.实验结果表明,机器人能够有效完成预定时序规划下的轨迹涂胶,胶层厚度可控,涂胶区域规则,模型效果理想.

卫星太阳电池帆板的红外辐射分析

空间目标的红外辐射特性是空间目标探测、识别的重要研究方向。针对空间卫星太阳电池帆板,采用内节点区域离散法和附加源项法建立了温度场计算模型,以漫发射和漫反射理论为基础,建立了电池帆板表面波段红外辐射的计算模型。以一真实空间太阳电池帆板的设计参数和运行参数为已知条件,数值求解了电池帆板的温度场分布和3～5μm、8～14μm波段的红外辐射出射度。

空间太阳电池自动贴装系统设计

提出了一种适用于空间太阳电池自动贴装技术的机器人系统,能够自动实现从太阳电池组件到太阳基板的贴装工作。该机器人由直角坐标导轨机构、布贴机构、涂胶机构以及控制系统和气动系统组成,文中详细介绍了机器人的构成原理,实验证明了该机器人进行太阳电池贴装操作的有效性和质量可靠性,能够克服电池碎片率高和胶液污染太阳电池等手工贴装作业的缺点。

再入气动环境类电池帆板材料微观响应变形行为分子动力学模拟研究

针对服役期满大型航天器无控飞行轨道衰降再入大气层解体过程及落区难以提前预测,再入解体后生成的碎片可能造成地面危害等问题,采用分子动力学模拟方法,选取MEAM势函数,构建了碳元素质量分数0.215%的含碳钢分子动力学模型,计算了不同温度下材料的平衡态晶格常数,并通过晶格常数与温度的关系,计算了模型的线膨胀系数,验证了MEAM势函数在所建立的仿真模拟系统合理性;使用经过验证的分子动力学模型与MEAM势函数,模拟了钢制平板在Ma∞=8.37,Kn∞=0.01,γ=1.4的高超声速再入气动环境中,通过结构动态热力响应变形行为有限元算法计算出的部分状态下材料微观演化行为,初步证明了分子动力学模拟方法在服役期满大型航天器再入大气层解体过程的分析仿真计算中的作用,为实现分子动力学方法同动态热力响应有限元算法的耦合奠定了基础。

“新视野”探测器的热控系统分析与启示

为了满足探测任务要求，“新视野”（NewHorizon）探测器首次采用了双层“保温瓶”式热控设计，改进了防寒能力，以适应冥王星和柯伊伯带极度寒冷环境。此外，外太阳系的深空环境无法利用太阳电池帆板来提供电能，飞船上安装了一套由美国能源部提供的放射性同位素热电发生器（RTG）来提供电能，其余热可实现设备的加热控温。

Optimal control of a spacecraft with deployable solar arrays using particle swarm optimization algorithm

The optimal control problem of the multibody dynamics of a spacecraft in space, modeled as a central body with one-sided connected deployable solar arrays, is investigated. The dynamical equations of motion of the spacecraft with solar arrays are derived using the multibody dynamics method. The control of the attitude motion of a spacecraft system can be transformed into the motion planning problem of nonholonomic system when the initial angular momentum is zero. These are then used to investigate the motion planning of the spacecraft during solar arrays deployment via particle swarm optimization (PSO) and results are obtained with the optimal control input and the optimal trajectory. The results of numerical simulation show that this approach is effective for the control problem of the attitude of a spacecraft during the deployment process of its solar arrays.