太阳帆轨道姿态动力学与控制研究

项目名称： 太阳帆轨道姿态动力学与控制研究

项目编号： No.10902056

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 龚胜平

作者单位： 清华大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 太阳帆航天器在很多方面较传统航天器具有很大的优势。首先，太阳帆利用光压力作为动力，理论上无需携带推进剂。其次，太阳帆能产生很多特殊轨道，这些轨道是执行很多任务的理想场所。太阳帆的动力学与控制问题是实现太阳帆任务的关键技术之一，其研究成果可以为太阳帆在工程上的实现奠定理论基础。与传统航天器相比，太阳帆的动力学与控制将会面临很多新的问题。首先太阳帆的轨道与姿态是相互耦合的，太阳帆的轨道控制是通过控制太阳帆的姿态实现的。本项目研究目标是借助动力学分析掌握太阳帆在轨的动力学的特性，研究有效的太阳帆控制方式，包括控制器的设计和实现。大尺寸的太阳帆在制造和动力学方面都面临太大的挑战，利用小帆编队实现大帆的功能是解决问题的一种方案。借鉴课题组在深空探测编队飞行动力学与控制方面的研究经验，本项目进行编队太阳帆之间相对运动的动力学特性定性分析。最后，研究利用太阳帆不变流形进行轨道转移的方法。

中文关键词： 太阳帆；动力学；编队；不变流形；耦合动力学

英文摘要：

英文关键词： solar sail；dynamics；formation flying；invariant manifold；coupled dynamics