微纳卫星在轨制造组装结构和释放机构设计
2021-04-14吉彦超陈有梅张科科
王 玮,吉彦超,陈有梅,张科科
(上海微小卫星工程中心,上海201203)
1 引言
随着微纳卫星产业迅猛发展、数量激增,与之匹配的发射问题日益凸显。微纳卫星一般需要搭载发射或者一箭多星发射,发射机会少,等待时间长,灵活性受限,不利于微纳卫星快速发射部署的需求,严重限制了微纳卫星的发展。未来战争和应急救灾具有突发性强、持续时间短等特点,需要紧急部署具有一定功能的微纳卫星来满足军事和民用要求。中国近地轨道空间站即将建成,为微纳卫星在轨制造创造了条件。微纳卫星在轨制造可以突破发射限制,消除对火箭的依赖,实现按需制造,满足紧急部署和快速响应需求。微纳卫星在轨制造-在轨组装-在轨释放的研制模式,无需地面组织发射,能够在短时间内按需建立起基本的空间微纳卫星系统,供作战和救灾使用,成本低、效率高是实现空间应急响应的有效途径。
目前,国内外针对空间站在轨制造技术开展了大量研究。NASA是最早开展在轨制造技术研究的机构,于2016年3月将首台商用增材制造设备(Additive Manufacturing Facility,AMF)送入国际空间站。AMF采用FDM作为成型工艺,打印区为140 mm×100 mm×100 mm,可以在轨制造出与地面制造拉伸强度、弯曲强度一致的微纳卫星零部件。NASA兰利研究中心围绕金属零件的空间在轨制造开发了一套轻型便携式设备,以EBF3作为成型工艺,可在轨制造尺寸小于300 mm×300 mm×150 mm的铝合金、铝锂合金、钛合金卫星零部件。NASA支持的多材料制造实验室项目(Multi-material Fabrication Laboratory,Fab Lab)旨在研制可同时兼容多种类型材料的在轨制造平台,并在轨制造金属和电子元器件,为微纳卫星电连接器、电路板等组件产品的在轨制造拓展了思路。……
