迈向稳定的星际飞行：激光推进帆飞行器的悬浮
系统与控制
2022-09-20 v3 系统与控制
摘要
探索并飞往遥远恒星长久以来令人类着迷，但受限于浩瀚距离。突破摄星计划旨在消除这一限制，飞往 4.37 光年外的半人马座 Alpha。因此，仅当飞行器以光速的显著比例飞行时才有可能。突破摄星计划倡议开发一种概念验证，即利用瞄准帆的激光束将帆加速至相对论速度。在此高速下，稳定光束骑乘是该概念的关键问题之一，而以往文献中鲜有对帆的动力学稳定性分析。此外，在将帆驱动至相对论速度前，于实验中研究动力学稳定性十分重要。作为概念验证，我们研究了由激光束悬浮于一定高度的帆的动力学稳定性。帆的动力学被建模为刚体，其形状由扫掠函数参数化。我们利用 Lyapunov 理论与平方和(SOS)规划估计了用于动力学稳定性分析的吸收域(ROA)。ROA 确认了悬浮帆可容忍的横向与角向扰动大小。我们还总结了影响动力学稳定性的帆的一些重要参数。仿真结果验证了我们的理论分析。
引用
@article{arxiv.2203.14699,
title = {Towards Stable Interstellar Flight: Levitation of a Laser-Propelled Sailcraft*},
author = {Afroza Shirin and Edl Schamiloglu and Rafael Fierro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.14699},
year = {2022}
}
备注
A computational error have been found. It will be resubmitted when it will be fixed