[发明专利]一种基于太阳帆推进技术的航天器日心椭圆悬浮轨道设计方法

摘要

本发明提供了一种基于太阳帆推进技术的航天器日心椭圆悬浮轨道设计方法。分析了轨道悬浮高度的特征，并将悬浮高度分解为常值的悬浮高度以及与太阳—行星距离成正比变化的悬浮高度两部分。在此基础上，建立了太阳帆航天器在旋转非一致相合坐标系下的轨道动力学模型，并根据二阶动力学模型的平衡解给出了形成日心椭圆悬浮轨道的条件，通过控制太阳帆姿态变化和反射率变化来实现这些平衡条件，进而得到太阳帆的日心椭圆悬浮轨道。该专利为基于太阳帆推进技术的日心椭圆悬浮轨道设计提供了值得借鉴的通用方法。

主权项

一种基于太阳帆推进技术的航天器日心椭圆悬浮轨道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据任务要求，确定位于日心椭圆开普勒轨道上的待观测天体在日心惯性坐标系下的轨道要素；(2)初步设定日心椭圆悬浮轨道悬浮的轨道参数，至少包括半长轴、偏心率和悬浮高度；(3)将步骤(2)初步设定的悬浮高度分解为常值的悬浮高度以及与太阳—被观测天体之间距离成正比变化的悬浮高度两部分；(4)根据步骤(3)的结果建立旋转非一致相合坐标系，然后在该坐标系下建立太阳帆航天器轨道动力学模型；(5)根据上述动力学模型，寻求平衡条件，然后根据该平衡条件和太阳光压力模型解算满足该日心椭圆悬浮轨道所需要的太阳帆姿态参数和反射率参数；(6)针对步骤(5)设计的椭圆悬浮轨道，验证太阳帆姿态是否可实现。