太阳同步轨道立方星任务轨道演化分析

雷博持 李明涛

1.中国空间技术研究院西安分院，西安710100

2.中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190

立方星这一概念最早由美国加州理工大学和斯坦福大学在1999年提出，立方星是标准化的微小卫星，尺寸10 cm×10 cm×10 cm，质量约1 kg，为一个基本单元1 U。以此为基础可以有2 U、3 U等立方星。立方星具有很多特点，不仅成本低，开发时间也较短，易于实现标准化、模块化，易于技术更新［1-2］。

近年来，利用多卫星系统的空间任务越来越多，借助标准化的微小卫星来实现分布式空间系统极具发展前景。分布式空间任务的出现，拓展了立方星在科学领域的应用。目前已有越来越多的立方星被送上太空。国外的立方星应用主要分为3个方面:以空间科学和教学为核心目标，如荷兰代尔夫特理工大学的 Delfi-c3;以载荷任务为目标，如 QuakeSat搭载了地震电磁探测载荷;也有以新技术验证为目标的立方星任务，如加拿大的先进纳星太空实验室CANX卫星系列［3］。国内很多高校及科研机构也在积极开展立方星的相关研究。

体积小、重量轻的自身特点决定了立方星大多没有在轨机动能力，考虑无主动控制时立方星轨道的自然演化就成为一个重要研究方向。太阳同步轨道(SSO)具有星上光照条件好、过同一纬度的当地时间相同等特点，已被广泛应用于各种空间任务。因此，本文选取了SSO立方星任务进行轨道演化研究，考虑地球非球形引力项J2和大气阻力摄动的影响，以平均半长轴随时间的变化作为摄动效应的指标。……