6U立方星空间在轨服务结构设计方案

　　本次呈现的6U规格立方星结构方案，核心面向近地轨道空间碎片主动清理任务场景，匹配与已退役轨道气溶胶观测站这类失效航天器的交会、捕获、脱轨作业需求，是当前微纳卫星参与空间环境治理领域的典型结构实现形式。从实际在轨作业逻辑来看，该卫星需要在数百公里高度的近地轨道完成远距离导引、近距离逼近、目标对接捕获、组合体轨道机动、离轨钝化全流程动作，因此结构设计全程围绕微纳卫星的体积约束、载荷承载、力学环境适配三个核心维度展开。整体构型严格遵循6U立方星的通用安装边界，主体框架采用镂空桁架式结构，主承力构件选用轻量化高强度铝合金加工，框架内部预留标准化的载荷安装槽位，可兼容星载计算机、姿控组件、电源模块、推进单元、捕获机构等不同功能模块的快装需求，

　　框架表面的镂空设计一方面最大化降低结构死重，另一方面为星内部件提供充足的散热通路，同时预留的多层隔热材料安装位点可适配轨道交变温度环境下的热控需求，避免极端温差对星载电子器件造成性能影响。展开式太阳翼采用十字交叉布局的四翼构型，每块太阳翼基板采用蜂窝夹层结构，表面粘贴高效率三结砷化镓太阳电池片，翼面与星体连接位置采用记忆合金压紧释放机构配合无源铰链，入轨前整体折叠收拢在星体侧方，完全包络在6U立方星的标准发射包络尺寸内，入轨后接收到星务指令后解锁释放，依靠铰链驱动展开到位并锁定，展开后的太阳翼可提供整星作业所需的充足电功率，支撑星载设备长时间工作与轨道机动的功率需求。星体底部伸出的姿控伸杆用于安装磁强计、太阳敏感器等姿测部件，

　　通过伸杆将敏感器与星体内部的磁干扰源拉开足够距离，提升姿态测量的精度，为交会逼近过程中的精准姿态控制提供数据支撑。从功能模块的布局逻辑来看，推进模块安装在星体框架的非对接端，采用冷气推进系统构型，推力器喷口沿星体轴向与径向分布，可提供轨道变轨所需的轴向推力以及姿态调整所需的力矩，推进剂储箱采用轻量化复合材料缠绕结构，在保证承压强度的前提下尽可能压缩结构重量，预留的推进剂量可满足从初始入轨轨道到目标轨道的转移，以及完成捕获后带动组合体降轨至大气层陨落轨道的速度增量需求。捕获机构安装在星体的对接端面，采用可收放的电动系绳配合柔性捕获爪设计，在逼近目标航天器时可先释放系绳末端的捕获头，通过末端制导实现与目标航天器对接环的连接，

　　之后收紧系绳将目标与自身星体锁紧形成组合体，该设计相比传统的刚性对接机构，大幅降低了对卫星姿控精度的要求，同时可适配不同尺寸、不同对接结构的失效航天器，提升任务的适配性。结构设计过程中充分考虑了发射阶段的力学环境，所有内部安装的模块均采用减振垫与框架连接，太阳翼收拢状态下通过多点压紧机构与星体固定，可承受发射过程中的过载、振动、冲击载荷，避免在上升段出现结构损坏。热设计层面除了框架镂空的自然散热路径外，在高发热的功率器件、推进组件位置预留了导热垫安装位点，可将器件工作产生的热量传导至框架或者外贴的散热面，同时星体表面可根据轨道光照条件粘贴不同太阳吸收率、发射率的热控涂层，平衡整星的吸收辐射比，保证各设备工作在允许的温度范围内。该结构方案大量采用商用现货级别的航天级零部件，在保证可靠性的前提下压缩了整体研发与制造成本，同时模块化的框架设计可根据不同任务需求快速更换内部载荷模块，除了空间碎片清理任务外，也可快速改造为对地观测、通信中继、技术验证等不同用途的6U立方星平台，具备较强的任务适配能力。在安装边界层面，整星收拢状态下完全符合立方星通用部署器的尺寸要求，可通过运载火箭的搭载舱位实现低成本发射，不需要单独设计专属的星箭对接结构，进一步降低了任务的实施门槛。