美国国防高级研究计划局F6项目发展研究

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1、V01．19No．2航天器工程第19卷第2期92SPA(：ECRAFTENGINEERING20lO年3月美国国防高级研究计划局F6项目发展研究刘豪梁巍(北京空间科技信息研究所，北京100086)摘要2009年11月25目，美国国防高级研究计划局(DARPA)将分离模块航天器(F6)研究项目的第二阶段研究合同授予轨道科学公司，合同为期一年，总价7460万美元。这一事件说明美国的分离模块航天器项目取得了阶段性成果。文章介绍了分离模块航天器的概念和项目进展，对以价值为中心的航天器设计理念进行了分析和探讨，并得出了几点启示和建议。关键词分离模块航天器创新概念研究

2、进展以价值为中心天基群组中图分类号：V4文献标志码：A文章编号：1673—8748(2010)02—0092—08DevelopmentofDARPA’SF6ProgramLIUHaoLIANGWei(BeijingInstituteofSpaceScienceandTechnologyInformation，Beijing100086，China)Abstract：Thephase2contractfor“fractionatedspacecraft(SystemF6)”wasawardedtoOrbitalSciencesCorporationbyDA

3、RPAonNovember25，2009．Thecontractisvaluedat74．6milliondollarsoveraone-yearperiodofperformance．ThiseventillustratesthattheF6programhasmadeacertainprogress．Inthispaper，theconceptanddevelopmentofF6programandthevalue-centricdesignmethodologyforspacecraftarediscussedandanalyzed；someinsp

4、irationandsug—gestionsaregiven．Keywords：fractionatedspacecraft；innovativeconcept；development；value-centric；space-basedgroup1F6概念F6英文全称为“Future，Fast，Flexible，Frac—tionated，Free-FlyingSpacecraftunitedbyinfor—mationexchange”，直译为通过信息交换连接的“未来、快速、灵活、分离模块、自由飞行航天器”，是美国国防高级研究计划局(DARPA)对分离模

5、块概念进行的技术研发和演示验证项目。F6项目构想是围绕使命任务，把一个航天器的任务载荷、能源、通信、导航、计算处理等功能单元优化分解为多个模块，而不是机械式地拆分航天器的分系统。每个分离模块从本质上说仍然是一颗卫星，携带与航天任务相关的不同功能或资源，采用物理分离、星群自由飞行、无线信息交换和无线能量交换方式，功能协同，资源共享，构成一颗虚拟大卫星来完成特定的任务，甚至发展成为支持多样化空间任务的天基基础保障设施。国外有时也用项目名称——“F6”代表分离模块概念。F6项目的六大关键技术包括自发现、自动配置、故障自愈的自组织网络技术；安全、可靠、抗干扰的无线

6、通信技术；开放、可扩充性、自适应性、自主容错的分布式计算技术；高效、可靠、无干扰的无线能量传输技术；自主、碰撞规避、星群分散重聚的星群收稿日期：2010—02—01：修回日期；2010-03-03作者简介：刘豪(1982一)，男，硕士，助理研究员，主要从事空间情报研究工作。第2期刘豪等：美国国防高级研究计划局F6项目发展研究导航控制技术；以及分布式有效载荷技术Ⅲ。其中认为无线能量传输技术和星群导航控制技术的成熟度最低。无线能鼍传输技术包括近场无线能量传输和远场无线能量传输，近场无线能量传输主要开展了电磁感应传输技术研究，远场能量传输开展了微波、激光或聚光传

7、输方式传输技术研究。星群导航控制技术领域主要对电磁力紧密编队控制开展了深入研究。图1F6系统关键技术Fig．1TechnicalpillarsofSystemF6F6本质上是一种分布式航天系统，但又与以往的分布式航天器概念有所区别。例如美国以前提出的“21世纪技术卫星”(TechSat-21)分布式多颗雷达成像卫星系统，主要针对有效载荷的功能进行分布式设计，每颗卫星配置相同，属于同构分布式系统，在空问以严格的构型编队飞行，对星间基线测量和控制精度要求极高(厘米或毫米级)，多颗卫星上的雷达共同构成一个虚拟的大孔径雷达来执行侦察任务。F6系统属于异构分布式系统

8、，每个模块卫星配置可以不同，星群内各卫星不必保持严格编队构型，星间