空间机构地面重力补偿设备跟踪研究

从 强

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

0 引言

人类对太空探索的脚步加深和卫星应用的快速发展将空间飞行器技术不断向前推进，飞行器的尺寸越来越大，对能源的需求不断增加，对天线的增益和精度要求大幅提高，同时伴随着诸如大型太空望远镜、在轨装配、星际航行、太空武器等新需求的出现，对增强运载系统的运载能力提出越发迫切的要求。但运载系统的尺寸受限，不可能大幅增加，这就只能依靠空间机构技术来解决：飞行器在发射时折叠收拢，入轨后展开并形成规定的构型进行工作。

飞行器在轨道上运行或在其他星球上工作时，其所处的重力环境与地球表面差异很大。如地球轨道卫星所受的离心力与地球重力几乎相抵，航天器处于微重力状态，其重力加速度量级一般在10-3～10-4g；又如，月球表面的重力加速度约为地球表面的1/6，火星表面的重力加速度约为地球表面的1/3。虽然空间机构最终工作在微重力或其他星球重力场中，但其制造、测试都是在地球重力环境中进行的，而重力对空间机构的特性有巨大的影响。如何在地面确认空间机构在空间的性能和可靠性？这就提出了对重力补偿设备的需求，即在地面实现对空间重力环境的模拟，以开展空间机构性能评价及相关研究。

1 实现重力补偿的方法

重力补偿的方法有很多种，主要有跌落法、抛物线飞行法、浮力法、气垫法、悬吊法。

1.1 跌落法

落塔是地面进行跌落试验的重要设施。……