面向探索推进剂涌动问题的纳米卫星设计考量

“液体推进剂涌动平台-轨道控制实验”是一项雄心勃勃的、由学生团队运行的任务，旨在设计并飞行一颗小卫星，以实验室视角研究航天器中的流体涌动。该项目将从实验角度考察零重力下的推进剂涌动。尽管小卫星体积小、有效载荷有限，我们仍计划利用小卫星平台模拟大型航天器，实施新式检测和计算机视觉方法以进行分析。许多现代航天器依赖装满推进剂的储罐执行姿态控制和位置保持机动。当航天器质量的大比例由液体推进剂组成时，涌动便成为航天器姿态控制和稳定性的关键因素。该任务将通过新方法研究储罐/流体动力学，以获得对低重力流体扰动效应的更深入理解，并改进使用等效机械模型（EMMs）的仿真。主动控制液体以减少推进剂涌动沉降时间，可提高航天器的机动性和性能。本文将关注卫星有效载荷研究及其设计要求，以inform其他方面。本文将讨论任务目标，展示针对所提出控制算法的数值仿真，并提出卫星实验设计。最后，我们检视计算流体动力学模型以验证卫星设计和推进剂感知组件。