航天器低重力模拟试验平台三维随动系统

摘要

为验证航天器处于低重力环境条件下在目标天体表面着陆起飞的适应能力,三维随动系统采用大范围随动和快速精确跟踪两级联动驱动技术构建了低重力环境,在地面进行航天器的着陆起飞试验。该试验方法克服了试验空间要求大、控制精度要求高等技术指标难点,解决了三维随动系统多自由度联动,大惯量机电设备高速、高精度协同控制等多项关键技术难题。通过并联索系统驱动技术控制快速随动平台运动,完成对航天器试验过程中的大范围随动跟踪;通过快速随动平台装置对航天器施加高精度的吊绳拉力控制,并在水平方向上跟随航天器运动,同时保持吊绳绝对倾角要求;通过提高快速随动平台的水平刚度,从而克服两级联动设备耦合晃动对航天器试验的不利影响。系统成功应用于中国探月工程中嫦娥三号、嫦娥五号和火星探测任务中天问一号航天器在低重力条件下悬停、避障、缓速下降和着陆,以及起飞等一系列地面真实工况验证试验,为航天器的综合性能参数验证与优化提供了关键技术手段。