文 献 综 述
1.1 引言
微小卫星是指功能与同类型大卫星相当的重量小于200kg的小型卫星，它具有一系列大卫星无法比拟的优点:重量轻、体积小、成本低、研制周期短、轨道低、发射容易、生存能力强、风险小，还有一点就是它的技术含量相当高[1]。正是由于这些优点，微小卫星已经受到了各方面特别是经费有限而技术力量雄厚的大学的广泛关注，并得到了迅速发展作为小卫星关键技术之一的星箭分离技术，是关系到小卫星成功发射、正常入轨的核心技术[2]，对小卫星总体性能有着重要影响。
1.2 国内外相关研究现状文献综述
小卫星星箭分离技术的研究一直受到广泛重视，主要包括火工分离和非火工分离技术两类。目前，国内火工分离技术的应用仍然十分广泛，卫星和运载火箭分离、导弹和火箭的级间分离等大多采用火工品。国外尤其是航天技术先进的欧美国家已经开展了无火工品的分离装置研究，并进行了初步应用。根据兰利研究中心的调查报告，美国和欧空局已经有多种非火工分离技术用于代替火工分离技术，并在一些小卫星分离上获得应用[3]。
1.2.1 国外相关研究现状文献综述
国外在分离装置研制领域已经具备比较成熟的标准化和模块化设计能力。目前经过在轨发射应用的分离装置主要有美国的P-POD[4](Poly-Pico satellite Orbital Deplorer) 、德国的 SPL［5］(Single Pico Satellite Launcher) 、日 本 的 T-POD［6］(Tokyo Pico-satellite Orbital Deplorer) 、加 拿 大 的 GNB［7］(Generic Nano satellite Bus)等。
多皮星在轨分配器（P-POD）是加州理工大学和斯坦福大学从 1999 年开始共同研究确定的一种皮卫星（或称立方星Cube Sat）在轨分离装置。它可以装配三个标准 Cube Sat，起到Cube Sat和发射平台之间的接口作用。如图1.6，P-POD 是一个铝制长方形盒子，包含一个舱门和压缩弹簧，其关键部件QWKNUT是一个带冗余电路（没有电子件）的低冲击释放装置。星箭分离时，舱门的解锁装置（QWKNUT）工作，舱门在底部的扭簧作用下打开，CubeSat卫星就在压缩弹簧和金属垫片的作用下弹射入轨。目前P-POD已有单星P-POD、双星P-POD、多星P-POD等多种规格。三星P-POD采用 7075 铝合金材料，质量1.5kg，可以承受15g的过载。从2003年开始，已经有多颗Cube Sat通过P-POD实现搭载发射。2007年4月，俄罗斯火箭“第聂伯”成功发射了 14 颗卫星，包括 7 颗遥感通信卫星和 7 颗Cube Sat微卫星。7颗Cube Sat微卫星发射时装入P-POD分离系统，利用P-POD实现分离。
T-POD 分离装置是一种热刀式非火工分离释放装置，由日本东京工业大学研制，质量为2.5kg，卫星分离速度0.3~0.6m/s，引起的星体姿态扰动最大为0.4 rad/s。它主要由四脚、两条尼龙绳和一个镍铬铁合金加热器组成。通过四脚的支撑和尼龙绳的锁紧，完成对CUTE-1.7小卫星的连接与分离，通常热刀分离装置的冲击很低，且无有害气体或碎片产生。这种T-POD分离装置的工作原理是：发射时卫星的四脚由尼龙绳固定在分离机构的插销控制杆上，分离时尼龙绳在镍铬铁合金加热下熔断，卫星在弹簧推力作用下弹射分离，属于一种热切割装置。2006年2月T-POD 分离装置成功分离了CUTE-1.7 APD卫星，卫星稳定入轨。这种热刀式分离装置在日本后续小卫星分离中继续扮演着重要角色.
针对微小卫星的分离问题，美国Planetary Systems公司开发了新型分离装置LightBand[8]。这种装置同传统的包带相比具有诸多优点，比如质量只有传统包带的1/3，包络只有 1/8，分离冲击降低一个数量级，成本只有原来的一半。Light Band具有分离时间短、驱动功率小、冲击小等优势，但存在连接分离卡爪设计、绳索设计以及分离后上环会留在卫星上等问题。
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