摘要：针对空间热环境下带有大型天线的卫星姿态稳定问题,提出一种基于滑模面的自适应近似最优控制方法。首先考虑天线存在热应力与热振动,给姿态控制系统带来未知非匹配干扰,利用状态观测器在线估计非匹配干扰上界;以此为基础,考虑非匹配干扰影响,构建一种基于干扰估计、具有在线更新能力的性能指标函数。然后设计一种基于滑模面的单层评价神经网络逼近最优性能指标函数,解决了不确定HJB方程求解困难的问题;结合滑模控制律,进一步提高收敛速度。最后,证明了该方法的稳定性。仿真结果表明:考虑地球轨道热环境,在天线温度大幅变化下,该方法能很好地实现带大型天线卫星的姿态稳定。

摘要：随着空间碎片对航天器的威胁日益加剧,有必要研究航天器寿命末期离轨技术。针对轨道舱当前空间环境的离轨需求,设计并分析了充气增阻离轨球装置。完成了轨道舱-增阻球系统的离轨建模,分析了增阻离轨球受到的大气阻力,基于非线性有限元分析了在大气阻力和充气气压共同作用下的离轨球变形,确定了离轨球尺寸和设计充气气压。研究了空间热环境对增阻离轨球的影响,建立了充气薄膜结构的热力耦合顺序分析框架,着重考虑了内腔气体状态的变化及对离轨球构型的影响,得到了离轨球在飞行过程中的温度场、热变形、热应力和内腔气体状态参数的瞬态变化。结果表明:直径为7 m的离轨球能够使轨道舱在3个月内离轨,离轨过程中空间热环境对离轨球构型和内腔气压有一定的影响,文章的设计和分析方法为后续研发增阻离轨球提供技术支撑。

摘要：针对液晶可调滤光器所处的空间热环境设计了热真空及高低温循环试验方案,旨在通过试验验证液晶可调滤光器在空间热环境下的器件光学性能。热环境试验的结果表明,液晶可调滤光器的光谱曲线较试验前仅漂移不超时0.1倍带宽,透过率降低不超过2%。为确保器件在空间温度环境下的性能更加可靠,又设计了液晶可调滤光器的热控改进方案,将工作温度控制在35±0.5℃。仿真结果表明LCTF器件经过合理的温控设计完全可以适应空间热环境。

摘要：搭载在平流层飞行器底部的电子设备,将面临只有地面1.18%的大气密度和最低至-85℃的极低环境温度。电子设备发热量大,直接工作在恶劣的空间热环境中,其热设计十分复杂。既要解决低温条件下的保温问题,又要解决低气压条件下散热问题。为了保证平流层中电子设备的正常工作,本文首先分析了平流层电子设备内外部热环境,建立了电子设备周固的大气环境模型;提出了采用可变热导热管的平流层电子设备的热控设计方案;模拟了其在地面、上升过程、平流层不同工作高度场景下的温度分布,考虑不同功率、不同高度、不同风速、不同环境条件等因素对电子设备温度分布的影响;本文研究对于平流层电子设备热设计有重要的指导意义。