微小卫星的在轨推进技术[1]
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微小卫星导航定位与控制技术研究近年来,随着科技的飞速发展,微小卫星成为航天领域的新兴热点之一。
微小卫星的小型化和低成本使得其应用范围越来越广,而导航定位与控制技术是微小卫星能够成功完成任务的关键。
本文将重点探讨微小卫星导航定位与控制技术的研究进展及应用前景。
微小卫星的导航定位主要通过全球定位系统(GPS)来实现。
GPS是一种通过接收卫星发射的信号来确定接收器位置的技术,它在微小卫星导航定位中具有重要作用。
通过收集多个卫星信号并进行计算,微小卫星可以确定自身的位置和速度。
但是由于微小卫星的尺寸和重量限制,其接收天线和处理器的性能有限,可能会导致定位精度下降。
因此,针对微小卫星的导航定位技术需要特别优化,以提高定位精度和可靠性。
在微小卫星控制技术方面,重点关注的是姿态控制与轨道控制。
姿态控制用于调整卫星的姿态,使其能够保持稳定的飞行状态,并确保卫星的设备和传感器能够正确工作。
常用的姿态控制方法包括反射轮控制和磁强计控制等。
反射轮控制通过调整反射轮的转速和方向来实现姿态调整,而磁强计控制通过测量地球磁场来确定卫星的姿态,并进行相应的控制。
轨道控制则是为了使微小卫星能够达到期望的轨道,常用的控制方法包括推力系统控制和轨道谐振控制等。
推力系统控制通过控制微小卫星的推进器来调整轨道,而轨道谐振控制通过调整卫星的姿态来达到谐振轨道。
这些控制技术的研究都旨在提高微小卫星的工作效果和任务完成能力。
微小卫星导航定位与控制技术的研究还面临一些挑战。
首先,微小卫星的资源有限,包括能源、通信带宽和计算能力等,这对导航定位和控制技术的研究设计提出了特殊要求。
其次,微小卫星在发射过程中会受到外界环境的干扰,如大气层、空气摩擦和辐射等,这些因素会影响导航定位和控制技术的性能和精度。
另外,微小卫星在运行过程中还面临天体力学效应的影响,如引力潮汐等,这些效应会对导航定位和控制带来不确定性和不稳定性。
因此,对微小卫星导航定位与控制技术的研究需要充分考虑这些挑战,并提供相应的解决方案。
小型卫星技术的发展现状及未来趋势分析一、引言近年来,小型卫星技术在航天领域发展迅猛,成为探索太空的新方式和新选择。
本文将对小型卫星技术的发展现状进行探讨,并展望其未来的发展趋势。
二、小型卫星技术的发展现状1.发展背景传统的大型卫星需要庞大的投资和复杂的技术支持,对于大多数国家和企业来说是一项巨大的负担。
而小型卫星技术的出现,以其低成本、可快速部署和灵活性等特点,改变了航天行业传统的格局。
2.应用领域小型卫星技术的应用领域广泛,包括地球观测、通信、科学研究、农业监测等。
其中,地球观测是目前小型卫星应用最为广泛的领域。
通过小型卫星的高分辨率图像,可以实时监测地球上的自然灾害、环境变化等情况,为人类社会的可持续发展提供重要数据支持。
3.技术突破随着科技的不断进步,小型卫星技术在多个方面取得了重大突破。
首先是卫星的微小化,如纳米卫星和立方卫星等。
这些卫星体积小、重量轻,可以通过发射成百上千颗卫星形成卫星网络,实现全球覆盖。
其次是卫星的通信技术的进一步提升,使得小型卫星能够实现高带宽、低延迟的数据传输。
再次是卫星的能源供应技术的改进,如太阳能电池板和新型电池技术,可以为卫星提供长期稳定的能源。
四、小型卫星技术的未来趋势1.进一步微小化随着科技的不断发展,小型卫星将更加微小化。
未来可能出现纳米级别的卫星,甚至可以嵌入到其他物体中,如衣服、眼镜等,实现隐形观测。
2.多源数据融合未来,小型卫星将与其他技术相结合,实现多源数据的融合。
例如,结合人工智能技术,对卫星图像进行深度学习和分析,可以更加准确地获取地球上的各种数据,为科学研究和应用提供更大的价值。
3.星星点点的未来随着小型卫星技术的发展,未来可能出现数以千计的小型卫星组成的星际网,形成全球覆盖的卫星网络。
这种星际网可以实现跟踪、通信和数据传输等多种功能,为人类社会的发展提供强有力的支持。
五、结论小型卫星技术作为一项革命性的创新,正在改变着航天行业的格局。
随着技术的不断突破和发展,小型卫星技术将继续向前迈进,在地球观测、通信、科学研究等领域发挥越来越重要的作用。
微纳卫星的几种在轨发射方法徐映霞【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】8页(P72-79)【作者】徐映霞【作者单位】北京空间科技信息研究所【正文语种】中文过去的几年中,低成本、微型化器件的发展促进了微纳卫星的蓬勃发展,研发和飞行的微纳卫星数量显著增加,其用途包括对地观测、技术验证、组成星座和行星际任务。
然而,微纳卫星进入空间的能力相对滞后,虽然各国开展了一些研究计划,为微纳卫星提供发射机会,但仍有不少微纳卫星无法快速进入空间,得到验证。
阻碍进入空间能力快速发展的原因是,微纳卫星发射不是一个有利可图的市场,降低成本是主要问题。
使微纳卫星快速进入空间的方法研究大约开始于1999年,最初都是在运载火箭上面做文章,通过改进运载火箭接口以及使用二级载荷适配器(ESPA),利用运载火箭的多余推力,将微纳卫星送入轨道。
但是这些常规发射方式仍然不能满足微纳卫星迅速增长的进入空间需求,而且发射价格过高,难以承受,因而带动了非常规方法进入空间的研究。
常规发射方式指通过运载火箭及上面级将微纳卫星送入轨道的方式,现在较为成熟;非常规发射方式也称在轨发射方式,即指多个航天器一同搭乘运载火箭进入轨道,并与运载火箭及上面级分离后,在适当的时机由其中一个在空间运行的航天器再次释放,使另一个或另多个航天器进入轨道的方式。
这种方式的优势是费用更低、机会更多,并可以选择发射时间,在需要的时候将微纳卫星送入轨道。
在轨发射方式是近几年为应对迅猛增长的微纳卫星发射市场而发展起来的,它的出现为微纳卫星进入空间提供了大量机会。
虽然之前偶尔有空间探测器或者卫星通过这种方式实现其任务需要,但基本都是为更好地完成同一任务所采取的措施,不包含在本文所介绍的在轨发射方式中。
空间站释放方式经过2012-2013年的试验阶段,从2014年开始进入大规模应用阶段,每年维持在数十颗的释放数量,未来前景也十分看好。
目前,空间站释放的商业服务由美国纳莱克斯公司(NanoRacks)和空间飞行公司(Spaceflight)以及日本的载人航天系统公司(JAMSS)提供,其需求远超出纳莱克斯公司的预期,并已接近目前“国际空间站”可提供的极限。
微型卫星:低成本太空探索方案随着科技的不断发展,太空探索已经成为人类探索未知的重要领域之一。
然而,传统的太空探索项目往往需要巨额资金投入,这也限制了许多国家和机构的参与。
为了降低成本、提高效率,微型卫星作为一种全新的太空探索方案逐渐受到人们的关注。
本文将探讨微型卫星的定义、特点以及其在低成本太空探索方案中的应用。
一、微型卫星的定义微型卫星,顾名思义,是指体积小、重量轻的卫星。
通常来说,微型卫星的质量在1-100千克之间,体积在1立方米以内。
相比于传统的大型卫星,微型卫星具有成本低、研发周期短、灵活性高等特点。
微型卫星通常包括纳米卫星、皮卫星和小卫星等多种类型,它们可以完成各种不同的任务,如科学实验、地球观测、通信传输等。
二、微型卫星的特点1. 低成本:微型卫星的研发、制造和发射成本相对较低,大大降低了太空探索的门槛,使更多的国家和机构有能力参与到太空探索中来。
2. 灵活性高:微型卫星体积小、重量轻,可以灵活地进行组网、编队飞行,实现多卫星协同作业,提高任务执行的效率和成功率。
3. 研发周期短:相比于传统的大型卫星项目,微型卫星的研发周期更短,可以更快地响应任务需求,快速实现任务的部署和执行。
4. 多样化应用:微型卫星可以用于科学实验、地球观测、气象预报、通信传输等多个领域,具有广泛的应用前景。
三、微型卫星在低成本太空探索方案中的应用1. 科学实验:微型卫星可以搭载各种科学仪器,进行空间科学实验,探索宇宙的奥秘,推动科学技术的发展。
2. 地球观测:微型卫星可以进行地球观测,监测气候变化、自然灾害等情况,为环境保护和资源管理提供数据支持。
3. 通信传输:微型卫星可以用于建立卫星通信网络,提供全球通信覆盖,改善偏远地区的通信条件。
4. 资源探测:微型卫星可以用于资源勘探,如矿产资源、水资源等,为资源开发提供数据支持。
5. 太空探索:微型卫星可以进行深空探测任务,探测外太空的星球、恒星等,拓展人类对宇宙的认知。
小型卫星行业的发展现状与未来趋势分析近年来,小型卫星的应用领域逐渐扩大,对于世界各国的科学研究、商业发展以及国家安全等方面都起到了重要的推动作用。
本文将从小型卫星行业的背景与现状、技术发展趋势以及应用前景等方面进行探讨。
一、小型卫星行业背景与现状小型卫星是指重量不超过500千克的人造卫星,相比于传统的大型卫星,它们具有体积小、成本低、响应速度快的特点。
小型卫星的发展得益于技术进步和市场需求的双重推动。
首先,技术进步为小型卫星的发展提供了基础。
随着电子技术、通信技术和航天技术的不断发展,卫星的体积和重量逐渐减小,使得小型卫星的研制成为可能。
同时,发射载运工具的进步也为小型卫星的发射提供了保障,例如火箭改进以及太空探索公司的商业火箭。
其次,市场需求是小型卫星行业发展的重要原因。
随着信息时代的到来,对于空间数据的需求日益增长。
小型卫星在地球观测、气象预测、农业监测等领域有着广泛的应用价值,能够为人们提供准确、实时的数据支持。
二、小型卫星技术发展趋势小型卫星的技术发展在过去几年里取得了巨大的进展,主要表现在以下几个方面。
首先,小型卫星的通信能力不断增强。
传输数据是卫星的重要功能之一,随着通信技术的进步,小型卫星的通信系统也得到了升级。
采用高速、高效的数据传输技术,使得卫星能够更好地实现数据的上传和下载。
其次,小型卫星的能源系统得到了改进。
由于小型卫星的体积有限,传统的能源系统往往难以满足其长期运行的需求。
因此,研究人员开始探索更加先进的能源系统,如太阳能电池板、光伏电池等,以提高卫星的能源供应能力。
最后,小型卫星的运行周期不断延长。
过去,小型卫星的使用寿命较短,往往在几个月或一年左右。
然而,随着技术的发展,小型卫星的运行周期逐渐延长,部分卫星甚至可以运行多年。
这为卫星的长期监测和数据采集提供了可能。
三、小型卫星应用前景展望小型卫星在未来的应用前景非常广阔,将在多个领域发挥重要作用。
首先,小型卫星在环境监测和气象预测方面的应用前景巨大。
2023年中考语文试卷含答案(一)一、积累与运用(27分)1.默写。
(1)野旷天低树,。
(《宿建德江》)(2)谁言寸草心,。
(《游子吟》)(3),却话巴山夜雨时。
(《夜雨寄北》)(4)斯是陋室,。
(《陋室铭》)(5),沉鳞竞跃。
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——这句话中标点符号运用是恰当的。
B.植根于中华优秀传统文化的沃壤,雷锋精神依然具有跨越时间的无限魅力。
——这句话没有语病。
C.“余强饮三大白.而别”“觥筹..交错”“一豆.羹”——“白”“觥筹”“豆”在古代都指酒杯。
D.《史记》是我国第一部纪传体通史,记述了从传说中的黄帝到汉武帝时的史事。
——这个文学常识表述是准确的。
3.学校开展“走近母亲河弘扬黄河文化”综合性学习活动。
(1)【活动一:览黄河风光】班长小文为“诗览黄河”古诗词交流会拟写了一段开场白,请补充完整。
诗人们常把黄河写入诗篇,创设意境。
李白“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回”,写出了黄河波澜壮阔的气势;刘禹锡“九曲黄河万里沙,”,写出了黄河曲折辽远的景象;王维“”(用《使至塞上》中的诗句填空),写出了黄河雄壮深邃的意境。
(2)【活动二:知历史变迁】为了解黄河的历史变迁,小文搜集到下列材料,请仔细阅读,完成各题。
材料一:古老的河道愈加杂乱无幸,这似乎又给黄河以变换手法继续粗野的口实。
在典籍记载或有水文资料的全部两千五百年间,撒泼打滚的黄河放sì地胡作非为,上演出无数场三年两决口、百年一改道的闹剧。
任性的破坏直接酿成黄泛区接踵而至的生灵涂炭。
“黄患”灾民,经常在被迫无奈之下背井离乡的逃难。
(节选自赵政的《若重若轻的牵挂》)材料二:目前山东正积极打造沿黄河文化体验廊道,“黄河大集”成为重要载.体。
“黄河大集”()红色文化、民俗文化、生态文化,()重点景区、遗址遗迹、古城古镇古村等节点,()“山东手造、山东智造”优质产品。
11第16期2432宇通客车:重返上升通道7月销量符合预期。
7月销量4690辆,分别同比和环比增长5.11%和13.8%,符合市场预期。
由于去年同期基数较高,导致7月销量增速个位数增长。
从产销比看,7月产量为4980辆,高于销量290辆,说明有部分订单因开票原因其销量将在8月体现。
产品结构继续向好,大型客车增速高于整体增速。
7月客车销量同比增速个位数增长主要是受轻客增速下降影响,而7月大客销量2327辆,同比增长38.9%,高于整体增速。
1-7月大客销量1.2万辆,同比增长26%,而公司客车整体销量增速为15.7%;预计产品结构向好也将导致收入及盈利增速将高于销量增速。
8月将是校车采购高峰期,预计8月销量有望实现同比环比双增长。
预计8月销量同比增速有望达到30%左右,主要理由;其一是,8月将迎来校车订单高峰期,预计8月校车销量有望实现1000辆;1-7月校车销量约3973辆,比重为15%,8、9月将是校车采购高峰期;其二是,7月有部分订单转移至8月;其三是,去年8月基数不高。
操作策略:二级市场上,该股股价经过前期波动,已经重新回到上升通道之中,从技术形态上,均线系统有望形成多头排列,量能也比较温和,后市看高一线。
■中国卫星:业绩延续稳定增长Industry ·Company公司评级:徐迪E-mail:*******************业绩延续稳定增长态势。
公司是国内卫星制造领域龙头企业,主营业务为小卫星研制和卫星应用。
2012年上半年,公司卫星研制及航天技术应用业务继续保持稳步增长的势头,收入同比增长20.65%,毛利率同比下降1.16个百分点,为13.61%。
公司营业收入同比增长19.34%,基本符合预期,综合毛利率也同比下滑1.32个百分点至13.61%,毛利率下滑使得公司净利润增幅低于收入增幅,但仍保持稳定增长的态势。
卫星研制业务仍将维持稳定增长。
公司卫星研制业务顺利推进,今年上半年,公司成功发射1颗小卫星,并有多个发射型号的大型试验、总装和测试工作正在顺利开展,在轨卫星均保持稳定运行。
国防科工局中央军委装备发展部关于促进微小卫星有序发展和加强安全管理的通知文章属性•【制定机关】国家国防科技工业局•【公布日期】2021.05.07•【文号】科工一司〔2021〕466号•【施行日期】2021.05.07•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】基础研究与科研基地正文关于促进微小卫星有序发展和加强安全管理的通知科工一司〔2021〕466号有关单位:微小卫星具有研制发射周期短,投入成本相对较低,组网运行可发挥集成效益等特点,发展规模和速度不断增大,已成为当前航天热点领域。
为引导微小卫星规范有序发展,根据现行航天活动有关法律法规,现就微小卫星的科研生产、发射申报、安全管理等方面有关要求通知如下:一、总体要求(一)微小卫星发展应有益于国家安全和经济建设,不断创新,拓展应用领域,提高应用效益,实现高质量发展。
(二)本通知涉及的微小卫星是指质量1000公斤及以下,在轨(含亚轨道)开展通信、导航、遥感、空间科学、技术试验及其他特定任务的航天器,既包括我国自然人、法人或其他组织已拥有所有权或通过在轨交付等其他方式拥有所有权的微小卫星,也包括由我国设计、生产及在我国境内或利用我国设施发射的其他国家自然人、法人或其他组织拥有所有权的微小卫星。
(三)有关单位应依照《武器装备科研生产许可管理条例》《武器装备科研生产许可实施办法》,经国防科技工业管理部门批准,取得武器装备科研生产相关资质后,方可开展以下微小卫星科研生产活动:1.质量500公斤以上微小卫星的设计、研制、运输、存储、试验、经营等科研生产活动。
2.从事电源、推进、发动机、火工品等分系统及其附属产品的相关科研生产活动。
(四)从事微小卫星科研生产、发射、测运控和应用等相关工作的单位或个人,应遵守《中华人民共和国国家安全法》《中华人民共和国保守国家秘密法》《中华人民共和国反间谍法》《中华人民共和国出口管制法》及相关实施细则等规定,不得危害公共安全、损害国家利益。
现代小卫星发展现状和关键技术现代小卫星技术是卫星技术发展的方向之一,它以全新的概念冲击着航天领域,引发航天技术的革命。
本文首先介绍了小卫星的概念分类,其次叙述了国内外该领域的发展现状,再次对小卫星关键技术进行了详细阐述,最后在总结中展望了小卫星的发展趋势。
标签:小卫星;星座组网;卫星通信概述航天技术发展到今天,已在卫星领域形成两大趋势,一是向大型化方向发展,大容量、多用途、长寿命、高效率的大中型卫星为人类在经济、科研特别是军事领域带来了可观的效益。
但是,研制周期长、费用高、技术复杂、风险大等不利因素严重限制了大中型卫星的应用和发展。
因此,存在着另一种发展趋势,向小型化发展,如美国铱系统、全球星系统等。
通常以重量区分小卫星。
重量在1000千克以下的人造卫星统称为“小卫星”,具体划分见下表:小卫星与大中型卫星相比具备如下优势:(1)小型化、轻型化(2)标准化、模块化(3)机动、灵活、抗毁(4)快速应用新技术小卫星主要用于通信、对地遥感、行星际探测、科学研究和技术试验,作为大型航天器的补充,在军事、国民经济各部门得到广泛应用。
发展现状美国小卫星发展情况1998年美国提出纳米卫星计划,发展小于10kg的纳米卫星,用于验证微型总线技术、编队飞行技术以及其他一些应用技术。
2010年美国军事和工业部门官员称,美国正在进行“机载情報、监视与侦察”(AISR)计划,该计划内容是通过部署一颗小卫星来确保飞行在冲突地区边缘或外围的无人机通信。
2013年11月19日美国利用一枚火箭将29颗小卫星送入预定轨道,其中一颗由美国高中生制作完成。
我国小卫星发展情况早在1995年,中科院就根据国家未来星地通信技术发展需求,提出要自主研制中国首颗重量100公斤以下的低轨道数据通信小卫星及其通信系统。
2003年10月21日,“创新一号”存储转发通信小卫星成功发射入轨,“创新一号”小卫星以存储转发的工作方式,实现全球范围的非实时低轨道双向数据通信。
微型卫星:低成本太空探索方案近年来,随着科技的迅速发展和商业航天的崛起,微型卫星逐渐成为太空探索领域的重要组成部分。
与传统大型卫星相比,微型卫星具备了更低的发射成本、更短的开发周期和更高的灵活性等显著优势,使得其在科学研究、环境监测、通信服务等应用中的作用愈加凸显。
本文将探讨微型卫星的定义、发展历程、技术特点及其在低成本太空探索中的应用。
微型卫星的定义微型卫星通常是指质量在10至100公斤之间的小型卫星。
根据国际上普遍采用的划分标准,微型卫星可以细分为几种类型,如纳米卫星(1-10公斤)、微卫星(10-100公斤)等。
它们体积小、重量轻,因而在发射时可以与其他载荷共享火箭,从而有效降低发射成本。
这一特点使得微型卫星在过去十年中迅速成为各国航天机构及私营企业争相研发的热点。
微型卫星的发展历程微型卫星的发展可以追溯到20世纪90年代,当时一些高校和研究机构开始尝试制造小型科研卫星。
2003年,第一颗真正意义上的商业微卫星——“DOVE”号被发射,这标志着微型卫星商业化进程的开始。
随后,随着发射能力的提升及技术不断进步,越来越多的国家和企业纷纷加入到微型卫星的研发中。
进入21世纪以来,微型卫星得到了飞速发展。
在美国,NASA和其他私人航天公司如SpaceX、Blue Origin开始积极布局微型卫星市场。
在中国,由于国家对空间科学与技术的大力支持,各类院校和科研机构也相应地展开了一系列微型卫星项目,如“雀翱”等。
微型卫星的技术特点1. 低成本设计微型卫星的一大优势就是其低成本设计。
这是由于其使用了模块化设计理念,可以根据任务需求对不同模块进行组合和优化。
此外,很多微型卫星采用现有的商业现成部件(COTS),进一步降低了制造和开发成本。
2. 快速开发与发射能力与传统大型卫星相比,微型卫星从概念到发射所需的时间大幅缩短。
一般情况下,微型卫星的开发周期仅需几个月至一年,而大型卫星则可能需要五年以上。
这使得科研人员能够快速响应新出现的科研需求,实现灵活调度。
微型卫星:低成本太空探索方案随着科技的不断进步,太空探索已经不再是大国和大型科研机构的专利。
微型卫星的出现为全球范围内的低成本太空探索提供了全新的视角和可能性。
本文将深入探讨微型卫星的发展历程、技术特点以及在未来太空探索中的应用前景。
微型卫星的定义及分类微型卫星是指质量在100千克以下的卫星,通常用于科学研究、技术验证和商业应用。
根据不同的质量和尺寸,微型卫星可进一步细分为以下几类:纳米卫星(Nano-satellite):质量在1千克到10千克之间,通常用于教育、科研等领域。
微卫星(Micro-satellite):质量在10千克到100千克之间,能够承载更多的仪器和设备,适合进行一些科学实验和数据采集。
小型卫星(Small-satellite):质量上限在500千克左右,在商业应用中逐渐获得认可。
微型卫星由于其体积小、成本低、发射灵活等特点,近年来受到各国政府、研究机构及私营公司的广泛关注。
微型卫星的发展历程微型卫星的发展可以追溯到20世纪末,当时随着电子元器件的小型化及制造技术的进步,使得构建微型卫星成为可能。
1998年,美国国家航空航天局(NASA)的“月球勘测轨道器”(Lunar Reconnaissance Orbiter)中就包含了一台名为“月球后裔计划” (Lunar Prospector) 的小型卫星。
这标志着微型卫星在太空探索中首次获得成功应用。
进入21世纪后,多国开始研究和发射微型卫星。
例如,2001年,日本发射了名为“阿波罗”的微型卫星,开启了日本在这一领域的探索之路。
2003年,中国成功发射了“翔宇-1”小型卫星,为后续的发展奠定了基础。
随着技术的不断成熟,越来越多的微型卫星被设计并投入使用,其中以CubeSat形式的小卫星尤为突出。
微型卫星的技术特点微型卫星相较于传统大型卫星,在多方面表现出显著的优势:体积与重量微型卫星的小巧设计使得其不仅仅是发射成本的降低,更是在空间上的灵活性提高。
小型卫星的发展与应用卫星是指在地球的轨道上运行的人造天体,经过多年的发展,卫星已经成为现代科技中不可或缺的一部分,被广泛应用于气象、通信、导航、军事等领域。
而随着科技的不断进步,小型卫星也成为了一个备受关注的话题。
一、小型卫星的定义和类型小型卫星通常指质量低于500千克、尺寸小于2立方米的人造卫星。
它们相比于传统大型卫星,具有制造成本低、重量轻、发射成本低以及研究周期短等优点,成为了航天领域的一个重要发展方向。
目前,小型卫星的种类比较多,主要包括微型卫星、纳米卫星和皮卫星。
微型卫星指的是小于100千克的卫星,这类卫星通常用于地球观测、科学实验等方面;纳米卫星指的是小于10千克的卫星,通常用于高分辨率摄像、通信、科学探索等实验;而皮卫星则是小于1千克的卫星,用途主要是为消费电子产品提供卫星定位服务。
二、小型卫星的发展历程小型卫星最早可追溯到上世纪60年代,当时苏联和美国曾分别发射了体积较小的卫星。
然而,在那个时代,卫星的重量和尺寸对于实现目标是至关重要的,因此小型卫星并没有受到足够的关注和投资。
但是,随着技术的不断进步,小型卫星开始逐渐崭露头角。
1999年,多个国家的科学家启动了CubeSat项目,这一项目旨在创建一个由标准化、模块化卫星组成的低成本、高效率的卫星系统。
这一项目的成功推动了小型卫星的发展。
近年来,小型卫星的发展又获得了新的推动。
国内一些企业和高校也开始投入到小卫星的研制和发射中,比如北京大学的BJTU-SAT 小卫星、青岛科技大学的Adelaide-1小卫星等。
这些项目推动了我国小卫星的发展,并在农业勘测、资源监测等方面得到了广泛应用。
三、小型卫星的应用前景小型卫星具有低成本、高效率、多样性等特点,使得它们在未来的发展中具有广泛的应用前景。
以下是小型卫星未来的几个主要应用方向:1. 智慧城市:小型卫星将成为未来智慧城市建设的一个重要组成部分,它们通过数据传输和处理,实现城市交通监控、环境保护等方面的远程监测和控制。
小型卫星技术的发展现状与未来前景近年来,随着科技的不断进步,小型卫星技术在航天领域得到了广泛应用。
相较于传统的大型卫星,小型卫星具有体积小、成本低等优点,逐渐成为了国际上的热门研究领域。
本文将探讨小型卫星技术的发展现状与未来前景。
一、小型卫星技术的发展现状1. 多样化的运载工具:过去,小型卫星多依托大型卫星携带到轨道,运载能力受限。
如今,随着火箭运载能力和可靠性的提高,小型卫星可以选择独立发射,包括装载在火箭上或通过喷气式飞机空投。
这为小型卫星的发展创造了更多的可能。
2. 开放的创新平台:传统的卫星开发需要较高的经济投入和技术实力,限制了许多可能参与的企业和研究机构。
而如今,一些国家和组织通过开放的创新平台,提供了便利条件和政策支持,吸引更多的创新者进入这一领域。
这种合作模式的出现推动了小型卫星技术的发展。
3. 高度集成的卫星系统:小型卫星采用高集成度的设计可以满足更多应用需求。
以CubeSat为例,它是由模块化的标准单元组成的,并且可以根据需要进行组合和配置。
这种灵活性不仅提高了技术的适应性,也降低了发展成本。
二、小型卫星技术的未来前景1. 天基通信网络:随着卫星通信的广泛应用,天基通信网络成为了未来的发展方向。
小型卫星具有快速部署和组网的能力,可以形成更加灵活和覆盖范围广泛的通信网络。
这将对世界通信体系的发展起到重要推动作用。
2. 空间观测和探测:小型卫星技术在空间观测和探测方面也有着广阔的前景。
利用小型卫星进行遥感观测可以实现高效获取地球表面信息,如气象预报、环境监测等。
同时,小型卫星还可以用于探测外太空,深入研究宇宙中的奥秘。
3. 交通监测和导航:随着交通运输的日益发展,对交通监测和导航领域的需求也越来越高。
小型卫星可以实现精确的航空交通监测,并通过导航信号提供高精度的导航服务。
这不仅能提高交通运输的效率,还能改善人们的出行体验。
4. 微重力实验:微重力环境对于某些实验和工艺的开展具有重要意义。
国防科技大学的主要科研领域1、计算流体力学与应用主要开展飞行器气动布局及分析、非流动及动态特性研究、高精度数值计算方法研究、面向多体分离和物体变形引起流固耦合非定常流动问题的数值模拟方法和气动弹性等问题研究。
2、高超声速空气动力学主要开展高超声速飞行器一体化设计、高超声速气动力(热)预示方法、吸气式飞行器布局优化设计、再入飞行器气动光学效应、等离子体数值模拟方法、非平衡流动模拟方法及应用等方面的研究。
3、实验空气动力学与应用研究低跨超/高超声速空气动力气实验模拟技术与设备,包括超声速风洞和高超声速风洞的设计理论与技术,研究飞行器的气动力/气动热实验技术、飞行器流场结构先进的接触精细测试技术及其在工业军事上的应用。
4、飞行器结构分析与设计本方向主要开展材料本构理论、断裂与损伤力学理论和界面力学理论,固体火箭发动机结构完整性分析与贮存寿命预估,线弹性、粘弹性、塑性材料和复合材料结构的动、静态响应与稳定性分析、优化与试验,结构振动控制技术,非线性动力学理论与应用等方面研究。
5、束能与电磁推进主要研究吸气式脉冲激光爆震推力器数值模拟、太阳光热推力器高温陶瓷加热室制备、激光与放电烧蚀脉冲等离子体推力器等。
6、推进系统动态学与状态监控主要研究可重复使用运载器推进系统故障诊断与健康监控、液体火箭发动机瞬变过程动力学建模与仿真、卫星推进系统故障诊断与自主管理等。
7、火箭发动机燃烧与流动主要研究火箭发动机燃烧稳定性、冲压流动与燃烧机理、合成射流与推力矢量控制、凝胶推进剂雾化与燃烧技术等。
8、飞行器总体设计技术本研究方向主要开展导弹、运载等飞行器的总体方案论证和多学科协同设计、精度分析与评估、航天器回收与航空救生技术等方面的研究。
9、飞行器总体技术本研究方向重点开展高超声速飞行器总体一体化设计、飞行器布局优化设计及应用等方面的研究。
10、高超声速推进技术本研究方向主要开展超燃冲压发动机、发动机地面试验与飞行试验技术、高超声速飞行器机体/推进系统一体化设计、超声速燃烧与流动机理等方面的研究。
卫星的推动原理有哪些应用1. 引言卫星是人类利用航天技术将人造物体送入地球轨道或深空中运行的一种设备。
卫星的推动原理是指通过利用物理原理,将卫星进行推进或定位的技术。
本文将介绍一些常见的卫星推动原理及其应用。
2. 电推进•电推进系统是利用电磁力进行推进的一种技术。
通过将推进剂加热并产生离子,然后利用电场或磁场加速离子,并将它们排出以产生推力。
•电推进系统具有高效率、灵活性强的特点,因此被广泛应用于卫星的姿态控制和微小推力调整。
•电推进广泛应用于通信卫星、科学探测卫星以及地球观测卫星等。
3. 化学推进•化学推进系统利用化学反应产生的高温和高压气体推进卫星。
•化学推进系统具有大推力和较长的作用时间的优点,适用于卫星的发射和轨道调整等任务。
•化学推进系统被广泛应用于地球同步轨道通信卫星和导航卫星等任务。
4. 平衡推进•平衡推进系统利用物体在真空中释放气体产生的反冲力,实现推进效果。
•平衡推进系统适用于小型卫星和微小调整。
•平衡推进系统被应用于一些低轨道科学观测卫星和实验卫星等。
5. 大推力推进•大推力推进系统适用于需要进行大范围轨道调整或进出轨的任务。
•大推力推进系统可以通过燃烧固体或液体推进剂产生高速气体来推进卫星。
•大推力推进系统被广泛应用于可重复使用的航天器、深空探测卫星等。
6. 电动势推进•电动势推进系统利用太阳能电池板将光能转化为电能,然后利用电能驱动卫星。
•电动势推进系统具有无需推进剂和长寿命的优点。
•电动势推进系统被应用于一些长期运行的卫星,如地球观测卫星、天体物理卫星等。
7. 结论卫星的推动原理有多种应用方式,如电推进、化学推进、平衡推进、大推力推进和电动势推进。
不同的推进原理适用于不同的卫星任务,从姿态控制到轨道调整,从通信卫星到太空探测器。
这些推进原理的应用使得卫星更加灵活和高效,推动了航天技术的发展和应用的进步。
以上是关于卫星的推动原理和应用的简要介绍,希望对读者有所帮助。
注意:本文档所有信息仅供参考,切勿用于商业用途。
第 32 卷 第 3 期 火 箭 推 进 Vol.32,№.3 2006年6月 JOURNAL OF ROCKET PROPULSION Jun.2006收稿日期:2005-11-01;修回日期:2005-12-20。
作者简介:吴汉基(1938—),男,研究员,研究领域为电推进技术及微重力科学实验技术。
微小卫星的在轨推进技术吴汉基,蒋远大,张志远,王鲁峰(中国科学院空间科学与应用研究中心,北京 100080)摘 要:简述了微小卫星对在轨推进(控制)技术提出的新要求,分析和比较了几种不同的在轨推进技术,着重介绍了脉冲等离子体推力器的应用和发展情况。
关键词:微小卫星;在轨推进;发动机;脉冲等离子体推力器中图分类号:V434 文献标识码:B 文章编号:(2006)03-0040-05On-board propulsion technologies formicro/minisatellitesWu Hanji, Jiang Yuanda, Zhang Zhiyuan, Wang Lufeng(Center for Space Science and Applied Research, Academia Sinica, Beijing 100080, China )Abstract :This paper presents the new requirements of on-board propulsion technology for micro/minisatellites, and compares different types of on-board propulsion technologies. Then the development and application of pulse plasma thruster were described with emphasis.Key words :micro/minisatellites; on-board propulsion; engine; pulse plasma thruster1 引言微小卫星(10~100kg )成本低、发射方式快速灵活,更重要的是,多颗不同功能的星可以组成星座或进行编队飞行,实现单个大型卫星无法完成的功能。
为通讯、导航、对地观测、空间科学探测、远程教育等展示了新的发展前景,也为现代战争的侦察、指挥、决策提供了新的手段。
这正是微小卫星引人注意、形成新的发展潮流的原因。
然而,在轨推进系统是这类卫星重量和寿命的主要限制因素。
如果没有任何控制,构成星座或编队飞行就无法实现。
不管是化学的还是电的,单纯缩小推进系统尺寸或降低运行电功率,其性能也降低。
因而,微小卫星对在轨推进系统提出了更严酷的要求。
目前,在众多的推进技术中,可供应用、而且比较成熟或正在走向成熟的技术只有化学推进和电推进两类。
在这两类推进技术中又有多种多样的发动机型式(见表1)。
第3期 微小卫星的在轨推进技术 412 化学推进系统在化学推进系统中,有冷气和热气系统两种类型。
冷气是最古老的一种推进系统。
特点是系统简单,安全及射流对飞行器表面无污染,研制和生产成本低,响应快,重复性好,但比冲最低且有易泄漏的问题。
所以冷气系统只宜于用在寿命不长,总冲要求小(小于500 N·S)的卫星上。
如英国萨利(Surrey)大学萨利卫星技术有限公司(SSTL)研制的微卫星(Microsatellite, 50kg )和小卫星(Minisatellite, 400kg )平台,都采用了冷气系统;美国轨道通信公司的双向移动通信卫星星座也采用了冷气推力器作为在轨控制系统。
在热气系统中,单组元肼推力器由于肼的可贮存性、催化点火和重复启动能力以及比冷气系统具有高得多的比冲,是应用最成熟、最广、最多的一种在轨推进系统。
因为它的比冲不够高,又发展了较为复杂的双组元系统(N 2O 4/MMH ,NTO/N 2H 4),这种系统通常用于(主要是中、大型卫星)入轨、轨道提升等需要高推力、高总冲的任务。
可是,目前广泛应用的单组元和双组元系统,其推进剂(如肼)是有毒、致癌、易着火和污染环境的材料,需要昂贵的基础和地面处理设施,这就迫使人们寻找无毒、无污染、性能高于或接近肼类推进剂的新材料,如HAN/甘氨酸,HAN/硝酸乙醇铵及H 2O 2/煤油或乙醇可贮存无毒双元推进剂。
化学推进系统由于喷嘴喉道直径不能太小,否则会引起堵塞(对于双组元发动机,燃烧室不能太小,否则推进剂与氧化剂混合不好,引起点火延迟或燃烧不充分,性能下降),故其推力不能太小,但获得大的推力较容易。
它们既能稳态工作,也可脉冲运行。
表1 典型在轨推进系统的性能Tab.1 The performances of typical on-orbit propulsion systems化学推进系统系统类型推进剂比冲/s推力/NN 2, NH 3, 氟利昂 40~75 0.05~250He 158 冷气H 2 260N 2O 2 150~225 0.05~0.5 单组元N 2H 4 200~230 0.05~103双组元 N 2O 4/MMH (NTO/N 2H 4) 270-3405~104水电解H 2O H 2 + O 2340~380 50~500热气Tridyne N 2 + H 2 + O 2 1380.1~ 电推进系统电阻加热 N 2, NH 3, N 2H 4, H 2 150~700 5×10-6 ~0.5 电热式电弧加热 NH 3, N 2H 4, H 2450~1500 0.002~5 直流离子 Xe 1500~5000 1×10-5 ~0.2 射频离子 Xe 1500~5000 1×10-5 ~0.2 微波离子 Xe1500~5000 1×10-5 ~0.2 胶体 Glycerine 1200 5×10-6 ~0.5 静 电 加 速场发射Cs6000~10000 1×10-6 ~0.1SPT Xe800~3000 0.015~0.26 TAL Xe 800~3000 0.015~0.26 电磁 加速TPPT氟塑料(聚四氟乙烯) 300~1500 1×10-6 ~0.005火 箭 推 进 2006年 第32卷423 电推进系统电推进是一种高比冲、小推力的高效在轨推进系统。
电推进系统早在上世纪60年代就开始进入空间应用,但真正的商业应用还是在90年代,即电弧加热发动机、SPT 和离子发动机在各种大型、长寿命同步卫星(近百颗)南北位保控制上的成功应用,以及电阻加热式推力器在铱星星座(1997年发射,由67颗卫星组成,每颗星重600多公斤)的控制应用[1]。
但是这种应用需要大量的电功率(1~2kW ),这是功率有限的微小卫星无法提供的。
为此,美、俄、日、欧等国家正在发展功率为100~500W 的Arcjet 推力器、20~200W 的SPT 、离子推力器和空心阴极微型推力器(1-25W )等,以满足微小卫星控制的要求。
研究表明,简单地把现用推力器缩小尺寸、降低功率是不行的。
随着功率的减少,推力器性能明显变差;因此,要研制出适合微小卫星应用的小功率Arcjet 、SPT 和离子推力器还需做大量的研究工作。
目前,最适宜微小卫星,特别是微、纳卫星应用并被看好的有太氟隆脉冲等离子体推力器(TPPT),场发射推力器和硅片(微机电加工)式推力器。
3.1 脉冲等离子体推力器已经获得应用的脉冲等离子体推力器有同轴电极型和平行轨道电极型两种结构,但用得最多的是用太氟隆(Teflon ——固体聚四氟乙烯塑料)作推进剂的平行轨道电极型推力器,如图1所示。
从图可见,一对轨道形电极直接与储能电容器相连。
呈矩形截面的太氟隆推进剂在供给弹簧的作用下,通过两电极之间的空间,定位于阳极的支承肩上。
阴极上装有一个用于引发放电的点火塞。
工作时,首先使储能电容器充电到它的工作电压(1~3kV ),该电压也加到推力器的电极上。
然后,放电点火电路使点火塞点火(微量放电)。
点火产生的电子使储能电容器在两电极间的推进剂表面引发电弧放电。
电弧放电形成的高温烧蚀掉表面很薄一层太氟隆並把它分解、离化成等离子体。
在热力和自感磁场产生的电磁力作用下,等离子体沿平行轨道电极加速喷出,产生一个脉冲的推力。
图1 脉冲等离子体推力器结构示意图 Fig.1 Schematic of pulse plasma thruster图2 场发射推力器原理图 Fig.2 Schematic of field emission thruster这种推力器的主要特点是:(1) 小功率下的高比冲能力,例如:功率在20W 时,比冲达800~1200s 。
这是其它电推力器目前难以做到的;(2) 结构简单,推进剂是固体氟塑料,它能在高真空和极低温度的环境下长期存放,贮存和供给无需昂贵的贮箱、管道、阀门和特殊处理,只有弹簧一个活动部件。
整个系统体积、重量可以做得很小,且可靠性极高;(3) 脉冲工作(脉冲时间为微秒到数十微秒量级)。
运行时不需要预热时间,控制(数字和自主控制)方便灵活。
脉冲功率很大,但消耗的平均功率不多;(4) 推力可以很小(微牛顿量级)。
能提供单个推力脉冲也可提供等效稳态推力,且能在恒定第3期 微小卫星的在轨推进技术 43的比冲和效率下调节推力,可实现高精度的控制;(5) 有空间应用的经验,应用成功率100%。
TPPT是第一个空间应用(前苏联于1964年)的电推力器。
后来美国又先后用于LES-6(1968年9月)同步通讯卫星上,担负卫星的东西位置保持任务;应用到海军的TIP2/3(70年代中期)和NOV A1/2/3(80年代初)太阳同步导航卫星上,担负阻力抵消任务;近年来又用在NASA地球观察1号卫星(EO-1,1999年发射)上进行飞行试验,证实其姿控能力;用在美国空军MightySat II.1卫星(2000年发射)上,证实PPT的轨道转移(提升)性能[1,2]。
上述特点使它既适合于自旋稳定卫星,也适用于三轴稳定卫星的精确定点,高精度姿态控制与轨道修正,阻力补偿和轨道控制, 是功率有限的微小卫星的理想控制系统。
为此,美国于90年代中开始了新一代高性能PPT的研究计划,该计划将通过大量的基础研究提高其效率;广泛的元、部件试验进一步减小重量和体积;发展新的高性能样机[3],安排空间飞行试验。
例如,作深空3号(DS-3)卫星的姿态控制和精密定位;担负Dawgstar 纳星(美国空军纳星计划的一部份)的三轴姿控、精确位保和编队飞行控制;作为美国空军的TechSat21微型卫星(<100kg)系列的主推进和位置保持;为小于25kg的卫星研制Micro-PPT[4]。