姚延风　裴胜伟　李东泽　刘　敏　李修峰（中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京 100094）

“一箭多星”发射低地球轨道卫星的构型优化设计方法

姚延风裴胜伟李东泽刘敏李修峰
（中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京 100094）

针对“一箭多星”发射的低地球轨道（LEO）卫星，提出一种考虑多星-单星耦合作用的卫星构型优化设计方法，从单星系统配置和运载火箭对构型的约束分析、“一箭多星”发射构型设计、单星和多星分配器构型设计3个层次逐级开展卫星构型设计。通过设计实例验证了卫星构型优化设计方法的有效性，此方法能够在满足构型约束条件的同时，实现运载火箭潜力的最大化利用及单星发射成本的最低。

低地球轨道卫星；“一箭多星”发射；卫星构型；多星-单星耦合；优化设计

1　引言

低地球轨道（LEO）卫星通常组成星座系统以提高时间分辨率，保证覆盖范围。为节约发射成本，LEO卫星往往采用“一箭多星”方式发射，如“全球星”（GlobalStar）采用联盟-2火箭“一箭六星”发射；“铱星二代”（Iridium-Next）计划采用猎鹰-9火箭“一箭十星”发射［1］。构型设计是卫星总体设计的一项重要工作［2］，多星发射涉及到多星在运载火箭中的布局、星箭接口、入轨方式等问题，这些将对单星构型产生约束；同时，单星构型也对多星组合体的刚度性能具有重要影响。上述两方面共同增加了卫星构型研究的难度。考虑到卫星构型在约束条件下的可设计性，将多星和单星构型协同设计，充分利用运载火箭潜力，对满足设计任务要求、提升卫星构型设计水平具有重要意义。……