朱冬駿，張占月，趙程亮，劉 瑤

(1.裝備學(xué)院研究生管理大隊(duì)，北京101416;2.裝備學(xué)院航天指揮系，北京101416)

一種實(shí)現(xiàn)光學(xué)隱身的衛(wèi)星構(gòu)型設(shè)計(jì)

朱冬駿1，張占月2，趙程亮1，劉 瑤1

(1.裝備學(xué)院研究生管理大隊(duì)，北京101416;2.裝備學(xué)院航天指揮系，北京101416)

目前對(duì)地球同步軌道(GEO)空間目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別，主要依賴光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)接收其反射的太陽(yáng)光線.鑒于可見光反射原理，和空間目標(biāo)可見光反射特性計(jì)算模型，提出光學(xué)隱身衛(wèi)星設(shè)計(jì)策略，分別對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)構(gòu)型、太陽(yáng)能帆板、半球形遮光罩進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)整星外形進(jìn)行仿真分析，最后提出分布式衛(wèi)星的構(gòu)想.結(jié)果表明，該衛(wèi)星構(gòu)型光學(xué)橫截面積峰值達(dá)到0.082 m2，該構(gòu)型設(shè)計(jì)具有較高的隱蔽性，不易被光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)探測(cè)識(shí)別.

隱身技術(shù);光學(xué)隱身;外形設(shè)計(jì)

0 引言

由于高軌衛(wèi)星具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值，其安全和生存能力面臨日趨嚴(yán)峻的威脅.目前國(guó)際上空間監(jiān)視系統(tǒng)主要包括地基雷達(dá)系統(tǒng)、天基雷達(dá)系統(tǒng)、地基光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)、天基光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng).其中地基雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)受地理位置、探測(cè)距離、氣象條件、能量約束等條件限制，難以觀測(cè)高軌衛(wèi)星，天基雷達(dá)系統(tǒng)受工作功率等條件的影響，更是無(wú)法執(zhí)行空間觀測(cè)任務(wù)［1］.由此，光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)成為對(duì)高軌衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)的主流裝備.而迄今為止，對(duì)于光學(xué)隱身衛(wèi)星的研究在中國(guó)乃至世界范圍內(nèi)尚處于起步階段.因此，為了爭(zhēng)奪空間優(yōu)勢(shì)、保證國(guó)家安全、突破敵方空間光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，開展我國(guó)光學(xué)隱身衛(wèi)星的研究具有重大戰(zhàn)略意義.

1 隱身衛(wèi)星現(xiàn)狀分析

衛(wèi)星隱身技術(shù)是指為降低衛(wèi)星的微波、紅外線、可見光等可探測(cè)信息特性所采用的綜合技術(shù)，目的在于最大限度地降低敵方探測(cè)系統(tǒng)的截獲概率或使其探測(cè)距離大為縮短，來(lái)提高衛(wèi)星的生存能力.衛(wèi)星隱身技術(shù)主要包括:光學(xué)隱身技術(shù)、雷達(dá)隱身技術(shù)等［2］.

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外隱身衛(wèi)星的現(xiàn)狀調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)國(guó)外隱身衛(wèi)星發(fā)展的較早較成熟，中國(guó)則起步較晚.國(guó)外目前對(duì)于雷達(dá)隱身衛(wèi)星的設(shè)計(jì)基本趨于成熟，例如美國(guó)的“朦朧計(jì)劃”，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展到第三代，但是“朦朧計(jì)劃”對(duì)于衛(wèi)星光學(xué)隱身性能考慮較少，目前國(guó)際上對(duì)于光學(xué)隱身衛(wèi)星的設(shè)計(jì)方面也并未開展相關(guān)研究，基本處于空白階段.

2 空間目標(biāo)OCS定義式

空間目標(biāo)光學(xué)可見性分析，是光學(xué)隱身衛(wèi)星指標(biāo)設(shè)計(jì)和性能分析的前提.目前國(guó)外通常采用光學(xué)橫截面積OCS(optical cross section)這一參量來(lái)表征空間目標(biāo)在太陽(yáng)光照條件下的光學(xué)可見性［3］.OCS能夠全面反映目標(biāo)表面材料及其幾何結(jié)構(gòu)、形狀等多種因素對(duì)目標(biāo)光學(xué)可見性的影響.

設(shè)太陽(yáng)光照條件下目標(biāo)表面材料的雙向反射分布函數(shù)(BRDF)只與的θi和θr有關(guān)，則根據(jù)BRDF的定義式可得:

BRDF定義為反射光輻亮度和入射光輻照度的比值，數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

式中:θi，φi分別為入射天頂角和方位角;θr，φr分別為反射天頂角和方位角;dLr是面元dA經(jīng)照射后沿(θr，φr)方向在立體角ωr內(nèi)的反射輻亮度，單位為W/(m2·sr);dEi是入射光沿(θi，φi)方向在立體角ωi內(nèi)入射到面元dA上的入射輻照度，單位為W/m2;fr是一個(gè)微分量，單位為sr-1，其取值范圍為從零到無(wú)窮大，不能直接測(cè)量.

空間目標(biāo)受到太陽(yáng)照射，在點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)的情況下，探測(cè)器接收到的空間目標(biāo)的總輻照度為:

式中，Esun為太陽(yáng)光在目標(biāo)處的輻射照度，R1是探測(cè)距離，fr(θi，θr)是面元dA的BRDF，θi為入射天頂角，θr為反射天頂角.

括號(hào)內(nèi)的表達(dá)式僅與目標(biāo)表面材料種類、外形結(jié)構(gòu)和尺寸以及太陽(yáng)光入射方向和觀測(cè)接收方向有關(guān)，而與可見光探測(cè)系統(tǒng)的具體參數(shù)以及距離無(wú)關(guān).因此，將其作為空間目標(biāo)可見光學(xué)散射截面OCS的定義式:

3 光學(xué)隱身衛(wèi)星的外形設(shè)計(jì)

3.1 光學(xué)隱身衛(wèi)星的設(shè)計(jì)策略

光學(xué)隱身，就是通過(guò)降低衛(wèi)星表面的觀測(cè)亮度，使目標(biāo)的光學(xué)輻射特征融于背景中，使探測(cè)儀器不能從背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)［4］.具體設(shè)計(jì)策略可以分為以下3個(gè)方面.

3.1.1 外形設(shè)計(jì)

(1)通過(guò)對(duì)衛(wèi)星的外形和結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，減少對(duì)可見光的反射或輻射，從而實(shí)現(xiàn)隱身目的［5］.

a)平面比曲線對(duì)太陽(yáng)相位角更為敏感，隨著相位角的變化，平面的光學(xué)亮度變化最為劇烈，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少關(guān)鍵部位的平面面積.

b)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，減少裸露衛(wèi)星表面的懸掛物，盡量將載荷安裝在本體內(nèi)部，保持接觸面平滑過(guò)渡.

(2)將衛(wèi)星設(shè)計(jì)成太空垃圾或是隱藏有效載荷，減少對(duì)方對(duì)衛(wèi)星的觀測(cè)度，使之產(chǎn)生判斷失誤.

3.1.2 材料選擇

表面材料屬性是衛(wèi)星光學(xué)特性的影響因素之一，因此可以從材料選擇的角度出發(fā)，在滿足熱控情況下，選擇合適的材料達(dá)到衛(wèi)星表面低亮度要求.

a)針對(duì)衛(wèi)星的某些特定部位采用不同的材料，以減少衛(wèi)星光學(xué)亮度值.

b)利用國(guó)內(nèi)外研究的衛(wèi)星表面低亮度材料.

3.1.3 遮擋干擾處理

在衛(wèi)星本體上安裝衛(wèi)星遮光罩及其輔助裝置，其目的是抑制衛(wèi)星的可見光特征，使天基監(jiān)視系統(tǒng)無(wú)法探測(cè)到衛(wèi)星.將關(guān)鍵的有效載荷包裹起來(lái)，使對(duì)方無(wú)法獲知其存在.在觀測(cè)方向上設(shè)置一定的屏障，使觀測(cè)星無(wú)法對(duì)目標(biāo)星進(jìn)行觀測(cè).

3.2 衛(wèi)星平臺(tái)構(gòu)型選擇

衛(wèi)星由若干分系統(tǒng)(或系統(tǒng))組成，按基本功能劃分，分系統(tǒng)可分為有效荷載和保障系統(tǒng)兩大類:有效荷載是直接執(zhí)行特定任務(wù)的分系統(tǒng);保障系統(tǒng)是為有效荷載正常工作提供支持和保證的各分系統(tǒng)的總稱［6］.因此，衛(wèi)星通常可劃分為有效荷載和衛(wèi)星平臺(tái)兩大部分.參考美國(guó)“朦朧”計(jì)劃雷達(dá)隱身衛(wèi)星，選用棱錐體結(jié)構(gòu)作為本設(shè)計(jì)光學(xué)隱身衛(wèi)星的衛(wèi)星平臺(tái)，如圖1所示.

圖1 衛(wèi)星平臺(tái)及有效載荷示意圖Fig.1 Schematic diagram of satellite platform and payload

3.3 楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板設(shè)計(jì)

(1)常規(guī)太陽(yáng)能帆板為普通平面結(jié)構(gòu)，當(dāng)太陽(yáng)光照射時(shí)，帆板將會(huì)把大部分入射光線反射出去，在某些角度產(chǎn)生鏡反效應(yīng)，不利于光學(xué)隱身.

(2)本設(shè)計(jì)為進(jìn)一步提高、優(yōu)化衛(wèi)星平臺(tái)的光學(xué)隱身性能，設(shè)計(jì)了一種楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板，并將其貼附在衛(wèi)星平臺(tái)表面，如圖2所示.

圖2 楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板三維示意圖Fig.2 Schematic diagram of the wedge structure of solar panels

為更好的對(duì)楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板的光學(xué)隱身原理進(jìn)行分析，圖中太陽(yáng)能帆板為表面涂有吸光涂層的黑色擋板、砷化鎵太陽(yáng)能電池片，兩者呈45°安裝，構(gòu)成楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板.

如圖3(a)所示，當(dāng)太陽(yáng)俯仰角大于45°照射時(shí)，太陽(yáng)光線射入楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板內(nèi)，在楔形結(jié)構(gòu)內(nèi)經(jīng)黑色擋板或電池片多次反射，只有極少部分光線由于漫反射或吸收不完全等原因射出，從而達(dá)到光學(xué)隱身目的.

如圖3(b)所示，當(dāng)太陽(yáng)俯仰角小于45°照射時(shí)，絕大部分太陽(yáng)光線射在涂有吸光材料的擋板上，只有極少部分光線由于漫反射或吸收不完全等原因射出，從而達(dá)到光學(xué)隱身目的.

圖3 楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板反射光線示意圖Fig.3 Schematic diagram of wedge structure of solar panels reflecting light

3.4 半球體扇式遮光罩設(shè)計(jì)

由于安裝在衛(wèi)星平臺(tái)下部的有效載荷本身并不具備隱身性能，因此在衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)底部安裝半球體扇式遮光罩，將底部有效載荷完全包覆起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)載荷平臺(tái)的光學(xué)隱身性能.該遮光罩的特點(diǎn)是可以像扇子一般自如地進(jìn)行展開與收縮.半球體扇式遮光罩的具體結(jié)構(gòu)如圖4所示.半球體扇式遮光罩的具體展開過(guò)程如圖5所示.

圖4 半球體扇式遮光罩完全展開示意圖Fig.4 Schematic diagram of fully expanded hemisphere style hood

圖5 半球體扇式遮光罩展開過(guò)程示意圖Fig.5 Schematic diagram of the hemisphere hood expansion

遮光罩采用半球體扇式結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)完整包覆衛(wèi)星有效載荷的同時(shí)，又可以加強(qiáng)散熱性能，其表面由厚度為1 mm的輕質(zhì)合成薄膜構(gòu)成，薄膜外表面涂覆厚度為0.05 μm的吸光涂層材料，材料選取“梵塔黑”，吸光率為99%.非執(zhí)行特殊任務(wù)期間遮光罩保持收縮狀態(tài)，衛(wèi)星有效載荷可進(jìn)行觀測(cè)、成像、定位等日常任務(wù).待需要執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí)，光學(xué)隱身衛(wèi)星可以機(jī)動(dòng)到目標(biāo)衛(wèi)星附近，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行干擾.在機(jī)動(dòng)過(guò)程中，遮光罩自行展開，減少反射光線，降低衛(wèi)星光學(xué)亮度以達(dá)到光學(xué)隱身目的.當(dāng)任務(wù)結(jié)束后，遮光罩收縮回初始狀態(tài)，在變?yōu)槠胀ㄐl(wèi)星的同時(shí)，保持衛(wèi)星正常熱控需求.

3.5 光學(xué)隱身衛(wèi)星的整體外形仿真分析

光學(xué)隱身衛(wèi)星構(gòu)型由楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板、衛(wèi)星平臺(tái)、載荷平臺(tái)、絕熱支撐柱和遮光罩等構(gòu)成.在錐形衛(wèi)星平臺(tái)表面安裝楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板，增大了太陽(yáng)光吸收面積，降低了平臺(tái)光學(xué)亮度，提升了衛(wèi)星隱身性能.載荷平臺(tái)部分主要依靠具有可收縮性的遮光罩來(lái)降低其光學(xué)亮度，利用遮光罩完整包覆來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)隱身效果.

為更好的對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行展示，首先展示不使用材料的衛(wèi)星整體構(gòu)形，如圖6.

圖6 不考慮材料的衛(wèi)星整體結(jié)構(gòu)圖Fig.6 Structure of the satellite without considering the material

接著展示最終設(shè)計(jì)的衛(wèi)星整體結(jié)構(gòu)圖如圖7.

圖7 衛(wèi)星整體結(jié)構(gòu)圖Fig.7 Structure of the satellite

光學(xué)隱身衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)如下:載荷平臺(tái)，底面長(zhǎng)1 m、寬1 m、高0.5 m;衛(wèi)星平臺(tái)，底面長(zhǎng)1 m、寬1 m、高1 m;絕熱支撐柱，半徑0.05 m、高0.48 m;遮光罩，直徑 2.06 m;楔形結(jié)構(gòu)，間隔0.2 m，高0.4 m;衛(wèi)星總體積為1 m3.

圖8中(a)～(f)分別為太陽(yáng)方位角取90°，太陽(yáng)俯仰角取0°，30°、45°、60°、90°(太陽(yáng)在上方垂直照射)、-45°時(shí)，光學(xué)隱身衛(wèi)星整體的 OCS值(Locs)變化.其中設(shè)置觀測(cè)俯仰角為0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°，觀測(cè)方位角從0°到360°變化.

從圖8中可以看出，(a)～(f)中衛(wèi)星OCS峰值分別為 0.08 m2、0.082 m2、0.08 m2、0.06 m2、0.018 m2、0.002 8 m2.其中，當(dāng)太陽(yáng)俯仰角在0°以下時(shí)，光線照射到底部的半球形遮光罩，其在各個(gè)太陽(yáng)俯仰角的OCS值變化均一致，因此圖(e)取太陽(yáng)俯仰角取-45°即可代表太陽(yáng)光從衛(wèi)星斜下方射入時(shí)的衛(wèi)星整體OCS值變化.由此可以得到本設(shè)計(jì)全角度光學(xué)隱身衛(wèi)星的最大OCS達(dá)到0.082 m2.

圖8 太陽(yáng)方位角為90°時(shí)，整星OCS值變化Fig.8 Variation of OCS value of the satellite when the solar azimuth is 90

美國(guó)“朦朧計(jì)劃”隱身衛(wèi)星進(jìn)行光學(xué)性能仿真，與本設(shè)計(jì)光學(xué)隱身衛(wèi)星對(duì)比，取“朦朧星”與本設(shè)計(jì)光學(xué)隱身衛(wèi)星體積相同，其構(gòu)形如圖9所示.

設(shè)置“朦朧星”太陽(yáng)能帆板材質(zhì)為砷化鎵，本體材質(zhì)為聚酰亞胺薄膜，均與本設(shè)計(jì)光學(xué)隱身衛(wèi)星對(duì)應(yīng)部位的材質(zhì)相同，下面對(duì)其進(jìn)行OCS仿真.

圖10(a)中為太陽(yáng)方位角取90°，太陽(yáng)俯仰角取-90°(垂直衛(wèi)星錐形尖頂照射)時(shí)，光學(xué)隱身衛(wèi)星整體的OCS值變化，(b)中為太陽(yáng)方位角取90°，太陽(yáng)俯仰角取-45°時(shí)，光學(xué)隱身衛(wèi)星整體的OCS值變化.其中設(shè)置觀測(cè)俯仰角為0°、30°、60°、90°、120°、 150°、180°，觀測(cè)方位角從0°到360°變化.

從圖10中可以看出，“朦朧星”的OCS最高可以達(dá)到275 m2，即使太陽(yáng)對(duì)星體尖錐垂直照射，OCS也達(dá)到了19 m2.

圖9“朦朧計(jì)劃”隱身衛(wèi)星Fig.9 “Misty”stealth satellite

圖10“朦朧計(jì)劃”隱身衛(wèi)星OCS仿真圖Fig.10 OCS simulation of“Misty”stealth satellite

4 光學(xué)隱身衛(wèi)星分布式構(gòu)想設(shè)計(jì)

光學(xué)隱身衛(wèi)星分布式構(gòu)想設(shè)計(jì)可以考慮將衛(wèi)星整體進(jìn)行拆分與整合［7］.拆分設(shè)計(jì)是圍繞衛(wèi)星的使命任務(wù)，把一個(gè)航天器的任務(wù)載荷、能源、通信、導(dǎo)航、計(jì)算處理等功能單元優(yōu)化分解為多個(gè)模塊.每個(gè)分離模塊從本質(zhì)上說(shuō)仍然是一顆衛(wèi)星，攜帶與航天任務(wù)相關(guān)的不同功能或資源，但是其體積可以只有原來(lái)的一半甚至更小，必然會(huì)降低光學(xué)亮度值.然后再采用物理分離、星群自由飛行、無(wú)線信息交換和無(wú)線能量交換方式，功能協(xié)同，資源共享，整合成一顆虛擬大衛(wèi)星來(lái)完成特定的任務(wù)，甚至發(fā)展成為支持多樣化空間任務(wù)的天基基礎(chǔ)保障設(shè)施［8］.

本設(shè)計(jì)采用異構(gòu)分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)模塊衛(wèi)星配置可以不同，星群內(nèi)各衛(wèi)星不必保持嚴(yán)格編隊(duì)構(gòu)型，星間測(cè)量和控制精度要求不必很高，相對(duì)距離可以在米級(jí)至千米級(jí)之間變化，實(shí)現(xiàn)“自由飛行”［9］.

光學(xué)隱身衛(wèi)星分布式構(gòu)想設(shè)計(jì)不僅可以減小衛(wèi)星體積，降低光學(xué)亮度值，使運(yùn)行在較低軌道的衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)光學(xué)隱身功能，還具有降低成本與風(fēng)險(xiǎn)、增強(qiáng)防御能力、提高生存能力等特點(diǎn)，其分布如圖11所示.

圖11 分布式光學(xué)隱身衛(wèi)星設(shè)計(jì)示意圖Fig.11 Schematic diagram of distributed optical stealth satellites

5 結(jié)論

本設(shè)計(jì)針對(duì)現(xiàn)有光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)，采用了目前較成熟的衛(wèi)星材料，通過(guò)分別設(shè)計(jì)衛(wèi)星平臺(tái)及載荷構(gòu)型、體裝式楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板、半球體扇式遮光罩從而完成了對(duì)全角度光學(xué)隱身衛(wèi)星的整體設(shè)計(jì)，極大的增強(qiáng)了衛(wèi)星的光學(xué)隱身性能.在此基礎(chǔ)上，提出了分布式光學(xué)隱身衛(wèi)星的設(shè)計(jì)構(gòu)想，進(jìn)一步增強(qiáng)了衛(wèi)星的光學(xué)隱身性能，使其在高軌運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)的完全隱身，大大加強(qiáng)了衛(wèi)星的生存能力，彌補(bǔ)了目前國(guó)際上關(guān)于光學(xué)隱身衛(wèi)星設(shè)計(jì)的空缺，具體創(chuàng)新點(diǎn)與設(shè)計(jì)亮點(diǎn)如下:

(1)衛(wèi)星平臺(tái)及載荷設(shè)計(jì):選用棱錐體結(jié)構(gòu)作為光學(xué)隱身衛(wèi)星的衛(wèi)星平臺(tái)，既便于加工又利于體裝式太陽(yáng)能帆板的安裝，使衛(wèi)星在實(shí)現(xiàn)光學(xué)隱身效果的同時(shí)也可以兼顧一些雷達(dá)隱身性能，同時(shí)在衛(wèi)星平臺(tái)底部安裝了長(zhǎng)方體型載荷平臺(tái)，以滿足衛(wèi)星的任務(wù)需求.

(2)楔形結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能帆板設(shè)計(jì):摒棄傳統(tǒng)的可展開式太陽(yáng)能帆板，采用體裝式結(jié)構(gòu)，將太陽(yáng)能帆板貼附于棱錐體衛(wèi)星平臺(tái)表面，以減小光學(xué)隱身衛(wèi)星的有效反射面積.同時(shí)設(shè)計(jì)了一種楔形結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能帆板，在保證了衛(wèi)星能量供應(yīng)的同時(shí)，又減小大部分射出光線，增強(qiáng)衛(wèi)星的光學(xué)隱身能力.但楔形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在太陽(yáng)能供給不足的問(wèn)題，需進(jìn)一步研究.

(3)半球體扇式遮光罩設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)了半球體扇式結(jié)構(gòu)遮光罩，遮光罩表面由厚度為1 mm的輕質(zhì)合成薄膜構(gòu)成，薄膜外表面涂覆厚度為0.05 μm的高吸光率黑色材料.遮光罩可以實(shí)現(xiàn)自由伸縮，在衛(wèi)星執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí)展開，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)隱身衛(wèi)星有效載荷部分的遮擋，增強(qiáng)衛(wèi)星的光學(xué)隱身性能，當(dāng)任務(wù)結(jié)束時(shí)收回，以保持衛(wèi)星的正常熱控需求.

(4)光學(xué)隱身衛(wèi)星的分布式設(shè)計(jì):提出了分布式光學(xué)隱身衛(wèi)星設(shè)計(jì)構(gòu)想，通過(guò)星群編隊(duì)，將整體式光學(xué)隱身衛(wèi)星拆分為多顆微小的光學(xué)隱身衛(wèi)星，在保證任務(wù)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，減小了光學(xué)隱身衛(wèi)星的體積，在很大程度上提升了衛(wèi)星的光學(xué)隱身特性，發(fā)揮了星群自主控制和天基自組織網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，既降低了衛(wèi)星的成本與風(fēng)險(xiǎn)，也進(jìn)一步增強(qiáng)了衛(wèi)星的光學(xué)隱身能力，實(shí)現(xiàn)了全角度的光學(xué)隱身.

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A Satellite Configuration Design for Optical Stealth

ZHU Dongjun1，ZHANG Zhanyue2，ZHAO Chengliang1，LIU Yao1
(1.Department of Graduate Management，Equipment Academy，Beijing 101416，China; 2.Department of Space Command，Equipment Academy，Beijing 101416，China)

At present，the detection and recognition of Geosynchronous orbit space target mainly depend on the optical monitoring system to receive the reflected light from the sun.In view of the principle of visible light reflection and the calculation model of visible light reflection characteristic of space object，the design strategy of optical stealth satellite is proposed.The satellite platform configuration，solar panels and hemispherical hood are designed.The whole star shape is simulated and analyzed.Finally the concept of distributed satellites is put forward.The results show that the optical cross section(OCS)peak of the configuration reaches 0.082 m2，which has high concealment and is not easy to be detected and identified by optical monitoring system.

stealth technology;optical stealth;configuration design

V44

A

1674-1579(2017)01-0061-06

10.3969/j.issn.1674-1579.2017.01.010

朱冬駿(1991—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)楹教烊蝿?wù)分析與設(shè)計(jì);張占月(1973—)，男，教授，研究方向?yàn)楹教烊蝿?wù)分析與設(shè)計(jì);趙程亮(1991—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)樘旎畔⒅г?劉 瑤(1993—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)楹教烊蝿?wù)分析與設(shè)計(jì).

2016-11-27