基于海月水母的微小卫星结构力学特性分析
2021-11-17李军瑶陈善博
计算机仿真 2021年5期
李军瑶,谷 松,陈善博
(1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033;2. 中国科学院大学,北京 100039;3. 长光卫星技术有限公司,吉林 长春 130033)
1 引言
微小卫星的界定是通过质量来定义的[1],是指质量在10千克到100千克区间内的卫星。每一颗微小卫星能通过合并分布式卫星系统[2]和地面无线传感器网络[3]完成空间任务。对微小卫星来说,结构是卫星的基础,是卫星设计的前提。目前,微小卫星结构的研究和开发都是基于劳动密集型或高单位成本的定制制造上的[4],研发周期长、成本高,结构占整个卫星质量比重较大,难以适应材料和微电子飞速发展的今日,故而考虑通过仿生来弥补此缺陷。
任何一种生物其自身结构的合理性、稳定性和对外部环境的适应性,都是传统产品设计所不具备的[5],故而把研究生物作为向生物体系索取技术设计的手段[6]可以快速高效的解决很多问题。
国外研究人员对卫星结构设计和分析进行了大量的研究工作。Naoko[7]等人通过有孔虫的生物模型中,提出了一种空间系统的多面体模块结构和相应的几何装配规则。成功部署的JAXA发射工程测试卫星(ETS-VIII)和射电天文卫星(ASTRO-G)同样基于这种多面体模块化结构思想。
在自然界中,深海浮游生物与卫星有许多相似之处。首先,在深海环境中浮力与重力相互抵消和卫星几乎不受重力在力学条件上相似。其次,浮游生物从深海到浅海重力缓释过程与卫星从地面发射到外太空也有异曲同工之处。……
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