在轨服务飞行器服务范围的定量分析

李岩，蔡远文，同江

(1.装备指挥技术学院 航天装备系，北京 101416;2.装备指挥技术学院 试验指挥系，北京 101416)

目前对于在轨服务飞行器(on-orbit service vehicle，OSV)待机轨道服务范围的研究［1-6］大多针对预定的单一服务对象，而OSV在执行突发或应急服务任务时，其待机轨道的选择则需要兼顾可能出现服务需求的多个服务对象的群体.因此在选择待机轨道时，需要分析OSV从该轨道出发，在变轨能力一定的约束下，能够达到的空间范围，本文将此范围定义为OSV在该待机轨道的服务范围，该范围也是衡量OSV应对突发任务时的适应性和灵活性的重要指标.合理选择待机轨道参数，可以使单艘OSV的服务范围最大化，从而覆盖更多的服务对象，提高OSV的利用效率.待机轨道服务范围可以用OSV变轨后可达的目标轨道集(轨道参数的范围)来描述.以下从轨道平面的改变和轨道高度的改变两方面入手进行分析.

1 轨道平面的改变范围

OSV的待机轨道，往往与突发任务中服务对象轨道不在同一平面内.OSV在待机轨道的不同位置以最大速度增量改变轨道平面时，能够到达的目标轨道(变轨后的轨道)的倾角和升交点赤经在某范围内变化.该范围决定OSV能否到达服务对象的轨道平面.如图1所示，以圆形轨道为例，该问题可以描述为:已知待机轨道倾角i0，半径r0(轨道高度为h0)，升交点赤经Ω和OSV最大变轨速度增量Δv，确定变轨位置γ在(－π，π)变化过程中，目标轨道倾角i1和升交点赤经差ΔΩ的变化范围.轨道平面的改变可以有……