用于增强横向推力的电动太阳风帆控制模式

电动太阳风帆通过离心展开的高压系绳与太阳风质子相互作用产生推力。可以通过与帆旋转同步的系绳电压调制来控制帆的姿态并进行姿态机动。特别是，可以使帆相对于太阳风方向倾斜，以获得改变密切轨道角动量的横向推力。这种倾斜必须通过持续的控压调制来维持。因此，可用于推力的系绳电压小于电源系统提供的最大电压。使用球摆作为单个旋转系绳的模型，我们推导了两种独立帆控制模式下的控制效率解析估计。一种是对应于严格平面系绳尖端运动的连续控制调制。另一种是系绳尖端在鞍面上沿闭合回路运动的开 - 关调制。此处引入这种新型开 - 关模式，旨在同时放大横向推力并降低功耗。在旋转周期内，仅在产生大部分横向推力的两个推力弧段期间对系绳施加最大电压。除了横向推力外，我们还获得了两种控制模式的推力角和电力消耗。结论是，对于连续调制，推力角约为帆倾角的一半，而对于开 - 关调制，推力角近似等于倾角。当考虑功耗时，开 - 关模式的效率尤为突出，并且该模式可通过减少电源系统质量来提高推进加速度。