發(fā)明屬于航天器,具體地,涉及一種微納衛(wèi)星平臺。更具體是一種商用微納衛(wèi)星平臺。
背景技術:
1、伴隨商業(yè)航天快速發(fā)展,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、手機直連衛(wèi)星、商業(yè)遙感和導航等領域提出構建低軌大規(guī)模商業(yè)衛(wèi)星星座,以滿足日益增長的航天應用和服務需求。為實現(xiàn)衛(wèi)星星座快速部署運營,有必要開發(fā)研制周期短、成本低、適應批產且便于一箭多星發(fā)射的微納衛(wèi)星平臺。
2、經(jīng)現(xiàn)有技術檢索,專利文獻cn107697317a公開了一種模塊化微納衛(wèi)星平臺,由一組相互配套的可替換的基礎部件組成,包括疊層框架、轉接架、螺桿以及拉緊板。該方案偏向于衛(wèi)星平臺的機械結構方面便于組裝的優(yōu)勢,未涉及衛(wèi)星平臺其它方面的特征。此方案研制模式為定制化方式,研制周期長、成本高,小批量生產,不利于低軌大規(guī)模星座的建設運營。
3、專利文獻cn109466799a公開了一種模塊化微納衛(wèi)星平臺,包括轉接架、底板、外側板、隔層板、頂板、螺桿、鎖緊螺母、中心筒和豎向隔板。該方案側重于闡述衛(wèi)星平臺機械結構簡單的特征,未提及衛(wèi)星平臺其它方面的性能。此方案提供的星箭接口固化,星箭機械接口為標準形式,無法調整,適應性差,發(fā)射方式不靈活,難以適應兼容多型運載火箭,不利于低軌星座的快速組網(wǎng)部署。
4、中國發(fā)明專利文獻cn114759637a公開了適應可擴展微納衛(wèi)星平臺的總線式的配電架構,包括wire總線、母線電源與配電單元。該方案側重于衛(wèi)星平臺供配電系統(tǒng)的優(yōu)勢。但是,此方案提供的衛(wèi)星平臺支持的光學和微波類遙感載荷種類有限,各模塊具有擴展性差。
5、專利文獻cn110550235a公開了微納衛(wèi)星平臺,包括頂板、底板、側板、立柱和框體。該方案強調的是衛(wèi)星平臺結構良好的力學性能。但是,此方案采用火工裝置解鎖,對衛(wèi)星平臺沖擊大,動力學環(huán)境差。
6、專利文獻cn110217409a公開了在軌快速拆裝微納衛(wèi)星平臺結構,包括設備安裝板單元、連接桿、擴展卡等。該發(fā)明解決的是微納衛(wèi)星在軌拆裝操作的問題,能實現(xiàn)在軌無工具快速拆裝。但是,此方案使用化學推進系統(tǒng),包含大尺寸的推進貯箱和分布在衛(wèi)星艙內外的管路,占據(jù)極大的空間,導致衛(wèi)星構型布局復雜。使用時需要加注化學推進劑,進行檢漏,防止泄露。
7、專利文獻cn102717900a公開了一種適用于低軌衛(wèi)星星座組網(wǎng)應用的微小衛(wèi)星平臺,此方案定位于空間科學、軍民用遙感、通信等領域,平臺重量280kg,屬于小衛(wèi)星,并且采用的是傳統(tǒng)的“定制”模式,研制周期長,成本高。
8、此方案在星箭連接分離方式上,采用包帶連接分離方式;具體地,其采用火工裝置解鎖,對衛(wèi)星平臺沖擊大,動力學環(huán)境差;其分離機構只能安裝在衛(wèi)星平臺底板;其星箭機械接口為標準形式,無法調整,適應性差。
9、此方案在推進系統(tǒng)方面,包含大尺寸的推進貯箱和分布在衛(wèi)星艙內外的管路,占據(jù)極大的空間,導致衛(wèi)星構型布局復雜,并且使用時需要加注化學推進劑,進行檢漏,防止泄露。
10、此方案在太陽翼方面,采用一維驅動太陽翼,通過太陽翼轉動來對日定向,帶太陽翼驅動機構,其重量重,驅動機構組成復雜,會降低可靠性。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術中的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種微納衛(wèi)星平臺。
2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種微納衛(wèi)星平臺,包括:結構模塊、熱控模塊、信息模塊、供配電模塊與姿軌控模塊;
3、所述熱控模塊、所述信息模塊、所述供配電模塊與所述姿軌控模塊,裝配在所述結構模塊的表面上;所述熱控模塊、所述信息模塊、所述供配電模塊與所述姿軌控模塊彼此之間通過電氣連接;
4、所述結構模塊,用于安裝布局衛(wèi)星上的儀器與設備;所述熱控模塊,用于提供合熱環(huán)境;所述信息模塊,用于信息控制、處理與傳輸;所述供配電模塊,用于為衛(wèi)星供能;所述姿軌控模塊,用于控制衛(wèi)星的姿態(tài)。
5、優(yōu)選地,所述結構模塊,包括艙板;所述艙板包括:側板、頂板、底板、隔板;所述頂板與所述底板安裝在所述隔板兩端;多個所述側板安裝在所述隔板的周側,形成封閉的箱式平臺;所述艙板的隔板數(shù)量為四塊。
6、優(yōu)選地,所述結構模塊,還包括分離機構;
7、所述分離機構,能夠安裝在所述艙板的側板的表面,用于對接和分離星箭。
8、優(yōu)選地,所述熱控模塊粘貼或噴涂在所述結構模塊的表面上。
9、優(yōu)選地,所述信息模塊,包括:綜合電子子模塊、測控通信子模塊與固存數(shù)傳子模塊;
10、所述綜合電子子模塊電氣連接所述測控通信子模塊與所述固存數(shù)傳子模塊;所述綜合電子子模塊裝配在所述結構模塊的表面上;所述測控通信子模塊裝配在所述結構模塊的表面上;所述固存數(shù)傳子模塊裝配在所述結構模塊的表面上;
11、所述綜合電子子模塊,用于處理遙測信息、接收gnss信號;所述測控通信子模塊,用于實現(xiàn)星地鏈路的測軌跟蹤和數(shù)據(jù)的傳輸;所述固存數(shù)傳子模塊,用于完成衛(wèi)星有效載荷數(shù)據(jù)與整星遙測數(shù)據(jù)存儲及下傳的任務。
12、優(yōu)選地,所述供配電模塊,包括:電源子模塊、太陽電池陣子模塊與總體電路子模塊;
13、所述總體電路子模塊連接所述電源子模塊電氣與所述太陽電池陣子模塊;
14、所述電源子模塊裝配在所述結構模塊的表面上;所述太陽電池陣子模塊裝配在所述結構模塊的表面上;
15、所述總體電路子模塊包括:低頻電纜網(wǎng);
16、所述低頻電纜網(wǎng)設置在所述結構模塊的表面上;所述熱控模塊、信息模塊、供配電模塊、姿軌控模塊彼此間通過所述低頻電纜網(wǎng)電氣連接;
17、所述電源子模塊,用于為衛(wèi)星的設備和有效載荷供電;所述太陽電池陣子模塊,為可展開的雙翼構型,用于對星上設備供電和對蓄電池充電;所述總體電路子模塊,用于連接衛(wèi)星與地面測試設備。
18、優(yōu)選地,所述太陽電池陣子模塊,包括太陽翼;多個所述太陽翼對稱設置在所述結構模塊的艙板的側板的表面。
19、優(yōu)選地,所述姿軌控模塊,所述姿軌控模塊,包括:測量單機、執(zhí)行機構;
20、所述測量單機裝配在所述結構模塊的表面上,經(jīng)所述低頻電纜網(wǎng)電氣連接所述執(zhí)行機構;所述執(zhí)行機構裝配在所述結構模塊的表面上;
21、所述測量單機,用于測量衛(wèi)星姿態(tài)與速率;所述執(zhí)行機構,用于控制衛(wèi)星姿態(tài)。
22、優(yōu)選地,單個所述太陽翼,包括:基板、壓緊釋放機構與展開鎖定機構;多個所述基板通過所述展開鎖定機構連接;多個所述壓緊釋放機構對應設置在所述基板的表面;當多個所述壓緊釋放機構連接時,多個所述基板呈折疊狀態(tài);當多個所述壓緊釋放機構分離時,多個所述基板呈展開狀態(tài)。
23、優(yōu)選地,還包括:運載火箭整流罩、光學相機、激光通信終端、中心承力筒;
24、所述運載火箭整流罩籠罩整個衛(wèi)星平臺;
25、所述中心承力筒連接所述結構模塊;
26、所述光學相機、激光通信終端裝配在所述結構模塊的外表面。
27、與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:
28、1、本發(fā)明提出的衛(wèi)星平臺定位在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、手機直連衛(wèi)星、商業(yè)遙感和導航等領域,用于構建低軌大規(guī)模商業(yè)衛(wèi)星星座,平臺重量100kg以下,屬于微納衛(wèi)星。
29、2、本發(fā)明提出的衛(wèi)星平臺采用采購加集成的批量研制模式,周期短、成本低。
30、3、本發(fā)明提供的星箭連接分離方式為四點式連接分離,并且采用非火工裝置解鎖,對衛(wèi)星平臺沖擊小,動力學環(huán)境良好;
31、4、本發(fā)明提供的分離機構安裝靈活,既能夠安裝在衛(wèi)星平臺側板也能夠安裝在衛(wèi)星平臺底板;本發(fā)明提供的星箭機械接口可根據(jù)衛(wèi)星平臺尺寸調整,適應性強。
32、5、本發(fā)明采用微真空電弧推力器,小型化、輕量化,占據(jù)極小的空間,便于衛(wèi)星構型布局設計,并且無需加注、檢漏等復雜操作,即裝即用。
33、6、本發(fā)明提供的太陽翼采用固定式太陽翼,通過整星姿態(tài)控實現(xiàn)對日定向,不帶太陽翼驅動機構,重量輕,可靠性高。
34、7、本發(fā)明研制模式不同于傳統(tǒng)的定制化方式,通過采購商業(yè)航天供應商的貨架式單機產品進行總裝集成,適應組批生產的需求,研制周期短、成本低,有利于低軌大規(guī)模星座的建設運營。
35、8、本發(fā)明提供的發(fā)射方式靈活,適應兼容多型運載火箭,通過調整分離機構在星上的布局位置,既能夠正裝也能夠側掛在運載火箭上,滿足一箭多星或者隨主星搭載發(fā)射需求,有利于低軌星座的快速組網(wǎng)部署。
36、9、本發(fā)明配套的商業(yè)航天貨架式單機產品,經(jīng)過多次在軌飛行驗證,產品成熟可靠,系統(tǒng)性能穩(wěn)定;通過采購商業(yè)航天供應商的貨架式單機產品進行總裝集成,適應組批生產的需求,研制周期短、成本低,有利于低軌大規(guī)模星座的建設運營。
37、10、本發(fā)明支持多種光學和微波類遙感載荷,通過衛(wèi)星姿態(tài)機動可實現(xiàn)左、右側視對地觀測,獲取多譜段的衛(wèi)星遙感影像。
38、11、本發(fā)明提供的各個模塊具有擴展性,除了配置對地觀測的各種遙感載荷之外,還能夠搭載激光通信類有效載荷,實現(xiàn)星地、星間高速數(shù)據(jù)傳輸。