电动力绳由于装置简单、不需要消耗推进剂而被广大研究人员所关注。作为一种极具潜力的降轨方式,在国际上除了对电动力绳展开了很多基础性的理论研究外,同样还进行了很多在轨试验,这些在轨试验都为将来的电动力绳实际应用奠定了实践基础。一些具体的在轨试验见表7-2。
表7-2 在轨电动力绳试验[53]
从表7-2中能看到,从1980年起所开展的电动力绳在轨试验包括了绳系释放、电流产生、电子收集、绳系稳定性试验等电动力绳关键技术,但总体来看,在轨试验失败率仍然较高,因此表明电动力绳仍有较多方面的研究需要完善。
图7-3所示是1992年NASA开展的TSS-1计划的卫星结构图,这项在轨实验的目的有:
图7-3 TSS-1卫星结构[54]
(1)验证绳系的展开和回收。
(2)验证位姿保持。
(3)验证TSS的供电装置。
(4)收集空间电离环境信息。
(5)验证绳系控制律。(www.xing528.com)
(6)捕获卫星。
但是在实际的在轨试验中,由于绳系只能释放256 m而没能完成全部的试验,不过在这段时间仍然完成了对电离层环境信息的收集等12项试验内容。
为了完成TSS-1中的在轨试验,1996年NASA又进行了TSS-1R试验[55]。这次试验中,电动力绳已经成功释放到了19.7 km,但最后还是由于绳系在靠近展开装置的一侧发生突然断裂而宣告失败。不过这次试验顺利完成了产生电流、测量绳系电流、测量带电卫星周围电荷分布等测试。
最近一次比较成功的电动力绳在轨试验是日本的T-Rex计划,如图7-4所示。这项在轨试验的目的是验证电动力裸绳收集电子的能力。在试验过程中,绳系以3 m/s的速度释放,总长300 m,最终释放132.6 m。
图7-4 T-Rex计划卫星结构(见彩插)[1]
【注释】
[1]Fujii H,Watanabe T,Sahara H,et al.Space demonstration of bare electrodynamic tape-tether technology on the sounding rocket S520-25[C].AIAA Guidance,Navigation,and Control Conference,2011.
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