图 1.1   双单位立方星“NJUST-1”                       图 1.2  “P-POD”星箭分离装置

与一般的大卫星相比，与立方星为代表的微小卫星具有明显的优势，主要体现在：

（1）体积小、质量轻、功率低；

（2）研制周期短、初始投资少[4]；

（3）发射费用低，风险小；

（4）快速、生存能力强；

（5）可以组网运行，完成大卫星所无法完成的任务[4]；

（6）地面设备简单。

1.1.2  LSSAT-1微纳卫星项目

“LSSAT-1”微纳卫星项目是以CMOS 8000×8000传感器相机为载荷，主要进行相机对地成像性能指标验证，其次验证整星姿态机动与侧摆成像能力，力求建立对地分辨率小于2米，重量小于50kg的标准化微纳卫星平台。

“LSSAT-1”微纳卫星计划是由南京理工大学负责卫星平台研制，包括星务分系统中星务计算机备机、测控分系统、电源分系统、姿控分系统、结构分系统、热控分系统、载荷分系统中S波段数传机、星箭分离机构的研制；苏州大学负责载荷相机镜头研制；七七一所负责星务分系统中星务计算机主机和载荷相机数字电路部分研制以及整星AIT。同时南京理工大学配合七七一所完成整星环境试验等工作。

1.2  太阳能电池展开阵的研究现状

第一个应用在太空的太阳翼帆板于1958年3月17日随美国“先锋-1”卫星发射升空，上面贴有效率为10%的太阳能电池，输出功率不超过1W[5]。经过50多年的发展，太阳翼帆板的供电能力已从不到1W发展到现在的超过75000W，从简单的整星体装构型发展到现在比较复杂的展开构型[18]。国外太阳电池阵帆板的结构，演变过程大致是从体装式发展到单板展开构型，再到现在比较复杂的多板展开以及柔性展开构型[6]。

1)单板展开的太阳能电池阵帆板

 单板展开形式的太阳能电池阵帆板，即将一块贴有电池片的刚性帆板，在卫星发射时紧紧地压在卫星本体一边的侧壁上，在微纳卫星进入轨道后利用展开机构展开太阳能电池阵帆板，并调整姿态，使贴有太阳电池片的一侧向着太阳，这样电池片的利用率得到提高。单板形式的太阳能电池阵展开帆板制造比较简单、可靠性高，但是功率输出小。适用对象仅为微纳卫星或者小型卫星上。

2)多板展开形式的太阳能电池阵帆板

随着航天器功率需求的提高，多板形式的太阳能电池阵展开帆板更加普遍应用于航天器上。大多数展开式太阳能帆板都是由蜂窝板制成的，在蜂窝板的表面贴上太阳能电池片。在发射阶段，用合页将太阳能电池阵展开帆板和卫星本体连接在一起，然后将太阳能电池阵展开帆板收拢压紧在卫星的侧壁上。进入轨道后，太阳能电池阵展开帆板通过合页和阻尼器的共同作用在一定速率下按照预定的顺序进行展开。

3)大面积柔性的太阳能电池阵帆板

 当航天器对太阳能电池阵展开帆板的重量和体积有很高的要求时，柔性的太阳能电池阵帆板将会是一个很好的选择，其优点是收拢状态时体积比较小、展开面积大、重量轻。柔性的太阳能电池阵帆板已经得到了广泛的运用。

1.3  太阳能电池展开阵概述

太阳能电池阵是整颗立方星在轨运行的能量来源，卫星在轨运行阶段，在有光照时间段内利用太阳电池阵发电，此时太阳能展开电池阵的输出功率不但要满足立方星正常工作, 还需要有充足的能量用于蓄电池组的充电，以满足卫星在地影阶段的能源需求[20]。

最初设计的立方星由于功能比较简单，负载较少，所以整颗立方星正常工作时所需功率比较小，一般多采用体装式电池阵，不需要进行展开。随着卫星功能越来越复杂，所需要的电能也越来越多，体装式电池阵已经无法满足立方星所需的功率要求，必须通过太阳能电池阵展开帆板的形式来提高电池阵的贴片面积，以提高其功率输出。