面向 LEO 卫星的即插即用 drag sail 模块：ADM 实现与早期测试

空间碎片已成为严重问题，轨道上的碎片数量已超过活跃卫星，对空间可持续性构成显著风险。未对轨道进行控制而被抛弃的 LEO 有效载荷或火箭体是主要来源。IADC 指南建议将任务后存在于受保护区域的限制缩短至 25 年。美国 FCC 最近引入更严格的规定，将 LEO 卫星任务后停留时间限制缩短至 5 年。这些变更要求将去轨系统集成到卫星设计中。然而，由于 LEO 卫星的质量和体积限制，添加额外燃料和发动机进行主动去轨具有挑战，尤其是对于大型星座或小卫星。这往往导致在任务关键组件和去轨系统之间进行权衡。因此，探索被动去轨技术或国际法规。drag sail 是小型和中型 LEO 卫星的经济有效被动解决方案。本文提出一种用于小卫星和亚质量卫星的即插即用 drag sail 模块，采用商用可得元件。该可扩展设计基于任务需求和轨道分析得出。该技术包括针对特定轨道 LTAN 的主动控制，以实现更快去轨。灵感来自 JAXA 的 IKAROS 任务，部署机制利用残余角动量，遵循标准序列。成本分析估算了系统的盈亏平衡点。使用 3D 打印部署系统和反向步进电机的原型机进行测试，并与数值模型进行比较。开发了基于试验数据曲线拟合的帆布伸展翼张力模型。SIMULINK 多刚体模型可用于仿真。进一步的实验和原型开发是评估实际性能所必需的，控制系统被确定为关键。