太空垃圾捕获处置卫星平台结构设计

　　在近地轨道空间环境治理领域，失效卫星、火箭末级残骸、空间碎片等太空垃圾的在轨处置，是当前航天工程领域亟需落地的核心应用场景，这类空间垃圾的运行轨道覆盖400公里到1200公里的常用近地轨道区间，相对运行速度可达7-15km/s，毫米级碎片就可对在轨运行的载人航天器、商用通信卫星、导航卫星造成毁灭性撞击损伤，而本次设计的卫星处置平台，正是针对该场景开发的专用在轨作业载体。

　　从实际用途来看，该平台可通过轨道机动抵近目标碎片，完成非合作目标的捕获、离轨处置作业，既可以对厘米级到米级的空间碎片实施直接抓捕后拖曳至大气层烧毁，也可对具备修复价值的失效卫星开展辅助维修、轨道抬升作业，相比传统的地面观测规避方案，主动处置模式可从根源上降低空间碎片碰撞风险，支撑近地轨道资源的可持续利用。

　　在功能特性设计上，平台主体采用承力筒式主结构框架，将星载计算机、姿控飞轮、推进模块、电源控制器等核心单机设备集成在承力筒内部的安装支架上，外部预留多类载荷安装接口，可根据任务需求更换机械捕获臂、飞网发射装置、激光测距载荷等不同作业模块。平台两侧配置可展开式太阳能帆板，单块帆板展开后尺寸适配主流运载火箭的整流罩包络边界，帆板采用多铰链连接结构，入轨前可完全折叠收拢在平台侧壁，入轨后通过解锁装置逐段展开，为整星提供持续的电力供应，帆板表面的电池片采用抗空间辐照封装工艺，可承受低轨环境下的原子氧侵蚀、高低温交变循环影响。平台配置的多组通信天线，包括高增益抛物面天线与全向测控天线，分别承担对地高速数据传输、全向测控信号收发功能，可在不同姿态下保持与地面站的通信链路稳定；姿控模块采用动量轮与微推进器组合方案，可实现平台在抵近目标过程中的毫米级相对位置控制，避免抓捕过程中平台自身与目标碎片发生碰撞。

　　设计思路上，整体构型优先考虑运载适配性，收拢状态下的最大外轮廓尺寸严格匹配现役中型运载火箭的整流罩内部安装边界，无需对火箭做定制化改造即可搭载发射；结构选材上，主承力结构采用高比强度的铝合金与碳纤维复合材料组合方案，在保证结构刚度满足发射段过载要求的前提下，尽可能降低平台整体干重，提升平台的轨道机动能力与在轨作业寿命。外露的结构件均做了空间环境防护处理，针对低轨环境下的热真空、辐照、原子氧侵蚀等工况做了冗余设计，所有活动部件均采用固体润滑方案，避免液态润滑材料在真空环境下挥发失效。平台的抓捕机构安装面设置在平台的对天面一侧，作业时可通过姿控调整将抓捕机构对准目标碎片，帆板在作业过程中可调整至安全角度，避免抓捕过程中碎片飞溅损伤帆板电池片。

　　在安装边界设计上，平台与运载火箭的连接采用标准的包带连接接口，适配通用的星箭分离装置，地面总装阶段可通过底部的安装孔固定在总装工装上，各单机设备的安装位置均预留了足够的操作空间，满足地面总装、测试阶段的设备拆装、线缆布设需求。帆板展开机构的转动行程做了机械限位设计，避免展开过程中超行程转动造成结构损伤，天线的转动机构同样设置了角度限位，保证天线转动过程中不会与帆板、其他外露载荷发生运动干涉。推进模块的管路布局沿承力筒内壁排布，远离外部热源，同时预留了地面加注阶段的操作接口，降低地面加注作业的操作难度。考虑到在轨作业过程中可能出现的目标碎片撞击风险，平台的关键单机外部均设置了轻量化防护层，可抵御毫米级微流星体与微小碎片的撞击，提升平台的在轨生存能力。