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研究

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人造地球卫星太阳翼在轨道环境中转动惯量变化的研究

1.引言

随着人造卫星在轨道上的使用增多，对于卫星结构各部件的工程设计提出了更高的

要求。其中，太阳翼作为卫星的能量来源，在运行过程中会受到多种环境因素的影响，

其转动惯量的变化对卫星姿态控制及稳定性具有重要影响。本文旨在研究人造地球卫星

太阳翼在轨道环境中转动惯量的变化规律，为卫星工程设计提供理论依据和参考。

2.转动惯量及其影响因素。

转动惯量是描述物体绕轴旋转惯性特性的物理量，对于卫星而言，太阳翼的转动惯

量不仅与其几何形状有关，还受到轨道环境、空间辐射、微重力效应等因素的影响。以

下是影响太阳翼转动惯量的主要因素：

1.太阳翼的几何形状：

包括面积、形状、质量分布等。

2.轨道环境的影响：

包括太阳辐射、空间真空中的微粒子撞击等。

3.微重力效应：

轨道中微重力环境下，太阳翼材料的物理性质可能发生微小变化，进而影响其转

动惯量。

3.研究方法与实验设计。

为了分析太阳翼在不同轨道环境下的转动惯量变化，本文采用以下研究方法和实验

设计：

1.数值模拟分析：

基于卫星轨道参数，利用数值模拟软件对太阳翼的转动惯量进行理论计算。

2.地面实验验证：

设计地面实验装置，模拟太阳翼在真空条件下的物理性能，并通过实验数据验证

数值模拟的准确性。

3.数据处理与分析：

对数值模拟结果和地面实验数据进行系统的数据处理和统计分析，探究太阳翼转

动惯量变化的规律。

4.结果与讨论。

通过以上研究方法和实验设计，得出了太阳翼在不同轨道环境下转动惯量变化的具

体数据和规律。具体研究结果和讨论如下：

1.数值模拟结果：

在理论计算中，发现太阳翼的转动惯量受到轨道高度和姿态角度变化的显著影响，

这与卫星在轨道上的具体位置密切相关。

2.地面实验验证：

地面实验结果显示，太阳翼在真空环境下的实际转动惯量与数值模拟结果基本吻

合，验证了模拟方法的可靠性。

3.影响因素分析：

分析发现，太阳辐射引起的热效应和微重力环境下材料性质变化是导致转动惯量

变化的主要原因。

5.结论与展望。

综上所述，本文通过数值模拟和地面实验的方法研究了人造地球卫星太阳翼在轨道

环境中的转动惯量变化规律。未来，可以进一步探索更精确的实验方法和更全面的环境

因素影响分析，