基于超螺旋干扰观测器的组合体航天器姿态接管控制

吕跃勇，秦堂皓，张 薇，方 慧

（1. 哈尔滨工业大学，哈尔滨150001；2. 上海航天控制技术研究所，上海201100）

1 引 言

随着人类对宇宙空间探索脚步的加快，空间中的航天器数量也在逐年增加，为了确保这些航天器顺利完成任务，航天器在轨服务技术应运而生。航天器在轨服务［1］（On-Orbit Servicing，OOS）是指通过人、机器人或两者协同来延长各种航天器寿命，提升其执行任务能力的一类空间操作。广义的空间在轨服务技术涵盖在轨装配、卫星回收、加注延寿、轨道转移、碎片清除以及空间攻防等多个领域，是航天领域的热点问题。国内外已经开展了许多在轨服务技术相关研究项目，例如欧空局的CXOLEV［2］太空拖船项目接管失效卫星。美国在SUMO/FREND［3］项目中提出了凤凰计划，旨在抓捕卫星后进行拆解再组装，具有明显的天基攻防军事化应用意图［4］。美国诺斯罗普·格鲁曼公司的MEV-1［5］与国际通讯卫星Intelsat-901 在地球静止轨道上空300 公里处的坟墓轨道上进行了对接。MEV-1 通过一种可以插入Intelsat-901 远地点发动机的机械捕获装置与其完成对接和组合，接管操控了Intelsat-901 的轨道和姿态运动，使这颗已在轨运行19年的卫星可以延长5年工作寿命。这是历史上首次在目标卫星上没有预先设计接口的前提下，对在轨运行的卫星进行捕获和对接。

完整的在轨服务过程大体可以分为四个阶段：远距离导引、近距离逼近、抓捕组合、接管操控［5］。服务航天器在捕获目标并与之构成组合体后，通过自身执行机构驱动组合体进行姿态或轨道运动，从而实现对目标的接管操控。……