基于吸气式电推进的超低轨飞行系统分析

作者：岳宇贤; 耿金越; 冯冠华; 刘洪伟; 孟显; 贺建武; 曹进文; 李文皓; 黄河激

来源：力学学报, 2023, 55(12): 2835-2843.

DOI：10.6052/0459-1879-23-485

• 超低轨
• 吸气式电推进
• 无线能量传输
• 椭圆轨道星座

超低地球轨道(超低轨, VLEO)飞行器对于高质量通讯、地球与空间科学观测具有重要意义.为了克服超低轨区域的高层大气阻力,使飞行器长期在轨飞行,吸气式电推进(ABEP)飞行器的概念被提出并被广泛研究.文章首先分析了吸气式电推进飞行器在150 km高度轨道的主要飞行约束,包括归一化的工质平衡和能量平衡,并提出了影响飞行器超低轨维持的主要因素.为了使有效载荷飞行器长期维持在150 km附近超低轨高度并保持一定的载荷有效覆盖率,提出了两种超低轨飞行系统方案,包括基于无线能量传输技术构建的飞行系统和近地点150 km椭圆轨道飞行系统.计算了相应的轨道高度限制并考虑有效载荷地面覆盖率给出了星座构建方案,评估了上述两种方案的可行性与综合效果.两种方案中,有效载荷均可以在150 km附近的轨道高度内长期维持地面覆盖率,可以为超低轨长期稳定的通讯网络构建、对地观测和相关科学实验提供条件.

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院力学研究所