利用 SOAR（轨道气动研究卫星）进行在轨气动系数测量
空间物理
2021-01-05 v2
摘要
轨道气动研究卫星（SOAR）是一颗 CubeSat 任务，定于 2021 年发射，用于研究极低热地球轨道（VLEO）中不同材料与大气流态之间的相互作用。增进对这些高度处气-面相互作用的认识，并识别能够最小化阻力或改善气动控制的新型材料，对于设计可在更低高度轨道运行的未来航天器十分重要。此类卫星可能体积更小、研制成本更低，或能提供改进的地球观测数据或通信链路预算与延迟。利用精密的轨道与姿态确定信息以及测得的大气流动特征，可研究卫星在轨所受的力与力矩，并估算气动系数。本文介绍 SOAR 任务的科学概念与设计。描述了利用最小二乘轨道确定与自由参数拟合过程，从测得的轨道、姿态及原位大气数据反演气动系数的方法，并估算了所解算气动系数的实验不确定度。所给结果表明，卫星设计与实验方法的结合能够清晰展示阻力与升力系数随表面入射角不同而产生的变化。阻力系数测量的最低不确定度出现在约 300 km 处，而升力系数的测量则随轨道高度降低至 200 km 而改善。
引用
@article{arxiv.2012.07407,
title = {In-Orbit Aerodynamic Coefficient Measurements using SOAR (Satellite for Orbital Aerodynamics Research)},
author = {N. H. Crisp and P. C. E. Roberts and S. Livadiotti and A. Macario Rojas and V. T. A. Oiko and S. Edmondson and S. J. Haigh and B. E. A. Holmes and L. A. Sinpetru and K. L. Smith and J. Becedas and R. M. Dominguez and V. Sulliotti-Linner and S. Christensen and J. Nielsen and M. Bisgaard and Y-A. Chan and S. Fasoulas and G. H. Herdrich and F. Romano and C. Traub and D. Garcia-Alminana and S. Rodriguez-Donaire and M. Sureda and D. Kataria and B. Belkouchi and A. Conte and S. Seminari and R. Villain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07407},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 11 figures. Accepted for publication in Acta Astronautica (2020-12-14)