立方体卫星望远镜的精确指向：热与光诱导姿态控制方法比较

CubeSats正成为进行天文学、系外行星搜寻和地球观测的低成本工具。这些卫星可连续数周锁定目标进行科学观测。这在共享使用时间的大型任务上通常不可能。为CubeSat望远镜设计姿态控制系统的问题非常具有挑战性，因为当前选择的执行器如反作用轮和磁力矩器会因运动机械部件和外部干扰在航天器上引起抖动。这些望远镜可能包含低温泵和伺服机构，引入额外振动。需要更好的解决方案。在本文中，我们分析了利用太阳辐射压（SRP）和辐射计力（radiometric force）实现精确姿态控制的可行性。我们的研究表明辐射计执行器是实现精确指向的可行方法。该装置使用8个放置于近真空室中的不同温度的薄叶片。这些室含有微量轻量惰性气体如氩气。横跨叶片的温度梯度导致气体分子以不同方式撞击叶片从而产生力。通过控制这些力，可产生力矩以精确指向或旋转航天器。我们提出了配备这些执行器的CubeSat概念设计。然后我们通过模拟其性能分析了这些执行器可能的潜在转动机动和转动速率。我们的分析和仿真结果指向了该技术实验室测试和空间演示的有前景途径。