索 引
索 引
0～9（数字）
1.2 m幅宽 205、207
聚酰亚胺镀铝膜工艺参数（表） 207
铝膜基底冷却工艺结果分析 205
3阶段分别筛选目标的计算结果（图） 108
8 m×8 m太阳帆原理样机试验流程（图）299
12.5 μm聚酰亚胺薄膜 261～264
不同粘接方式应力-应变曲线（图） 262
断裂拉力及断裂伸长量（图） 264
粘接方式（图） 261
应力-应变曲线（图） 264
50 μm聚酰亚胺薄膜加强后薄膜 264、265
断裂拉力及断裂伸长量（图） 265
应力-应变曲线（图） 264
160 m×160 m太阳帆整体结构收拢示意（图）242
160 m太阳帆 150、187
光压力矩调节器设计参数（表） 150
支撑臂展开后示意（图） 187
A～Z，γ
C类小行星 11
C形支撑臂结构（图） 181 DLR 46、183
无重力环境下内部充气管与表面粘扣配合控制展开实验过程（图） 183
折叠展开支撑臂样机（图） 46 ESA 4、36
主要探测史 4
Gauss形式太阳帆轨道动力学模型 58
J2000.0 127
地心赤道坐标系 127
日心黄道坐标系 127
JAXA主要探测史 5
JCJ-1200／3磁控溅射连续卷绕镀膜设备（图）199
Kapton／AI／Kapton薄膜试件接点拉伸数据（表）276
Kapton薄膜试件接点拉伸数据（表） 276
Ka波段通信范围覆盖示意（图） 255
L折叠过程（图） 223
Miura-ori折叠 215、216（图）
折叠方式 215
M类小行星 13
NanoSail-D太阳帆使用的TRAC支撑臂（图）181
NASA 2、39
太阳帆哈雷彗星计划（图） 39
主要探测史 2
PEN 196、197
薄膜与PET薄膜性能比较（表） 197
PET 196
RSB 159、282
参数设计结果（表） 159
总体设计 282
RSB杆与帆面连接机构 250
相对转动关系（图） 250
示意（图） 250
RSB转杆 154～157
参数（表） 154
长度设计约束 154
长度转角关系（图） 156
应力云图（图） 157
Signature频率分析（图） 317、318、373
SPI任务太阳帆轨迹（图） 37
Surphaser 25HSX三维激光扫描仪 303（图）、303（表）
技术参数（表） 303
S类小行星 12
TRAC 181
人字形支撑臂（图） 181
支撑臂（图） 181
Wie设计的SPI任务太阳帆轨迹（图） 37
X射线／γ射线分光计 21
Z叠展开方法 178
γ射线光谱仪 21
A～B
安全模式 145
百米级太阳帆 144、169
方案设计 169
姿态轨道耦合控制方法 144
包带 246、248
解锁展开机构 248
薄膜不同预紧力下的形变示意322（表）、335（图）
薄膜帆效果（图） 31
薄膜截面挠度 323
薄膜绳索拉力方向（表） 334
薄膜形变结果 322、333
薄膜形面测量结果（图） 305薄膜折叠过程（图） 212
薄膜最大挠度分布（表） 306
备选的较大型小行星半长轴与倾角分布（图）106
被撞击产生很多小天体的小行星 14
边界条件 229
边缘撕裂12.5 μm聚酰亚胺薄膜 265、266
断裂拉力及断裂伸长量（图） 266
应力-应变曲线（图） 265
边缘撕裂50 μm聚酰亚胺加强后薄膜 266
断裂拉力及断裂伸长量（图） 266
应力-应变曲线（图） 266
变直径伸缩管充气展开过程及原理（图） 179
变直径伸缩式展开方法 179
标称轨道设计结果 127
不同变形量、不同光照角度和不同距日距离对光压力影响（图） 92、93
不同材料TRAC人字形支撑臂（图） 181
不同参数的影响分析 137
不同工作气体流量对聚酰亚胺单面镀铝膜影响工艺试验 205
不同构型质量及惯量对比 171
不同几何截面对支撑臂 195
结构稳定性分析 195
模态影响（表） 195
屈曲模态影响（表） 195
不同溅射功率下镀铝膜太阳反射率测试结果（表） 206
不同截面 180、193、194
尺寸支撑臂模态分析 193
形状的支撑臂模态分析 194
自回弹支撑臂（图） 180
不同推进效率对应的光压因子与特征加速度（表） 139
不同预紧力、不同厚度帆面最大挠度（图）306
不同载荷下各折叠方式研究 289
不同直径前12阶模态频率（表） 193
不同锥角约束时太阳帆时间最优控制律（图）142、362
不同最大锥角约束值下的最优控制律（图）142
C
材料属性（表） 226
采用L型折叠的三角形帆面（图） 220
参考文献 337
测试试件（图） 275
测试所用力学分析设备（图） 263
超常规太阳帆任务概述 40
超光谱成像仪 22
充气辅助式豆荚杆支撑臂 244
充气刚化支撑臂（图） 177
充气内胆设计 187、188（图）
充气式太阳帆模态测试试验方案（图） 314
充气展开过程及原理（图） 179
充气支撑臂 267、270、273、277、280
壁上排气孔设计（图） 270
材料设计 270
功能 267
管壁材料组成示意（图） 270
加工过程（图） 280
卷曲折叠包装设计（图） 273
卡箍设计（图） 273
内胆充气状态（图） 277
原理样机整体（图） 280充气支撑臂结构 179、267、272
端盖设计（图） 272
设计 267
在轨试验（图） 179
初步轨道和太阳帆性能分析（表） 102
磁强计 23
次最优轨道 62
D
大尺度帆展开臂样机（图） 46
大型太阳帆作用 50
单面镀铝聚酰亚胺薄膜 322
单叶折叠结构（图） 212
德国团队工作 45
低增益天线 252
设计 252
组成示意（图） 252
底板 246
地貌测绘相机 21
地面样机研制与实验分析 260
地球飞往Britta出现的次优收敛解（表） 126
地心段逃逸 129
示意（图） 129
第1阶振型（图） 76、78、354
第2阶振型（图） 74、76、78、354
第3阶振型（图） 74、76、78、354、355
第一组施加载荷和约束的有限元模型（图）227、229
第二组施加载荷和约束的有限元模型（图）227、229
顶板 246
定义载荷和接触 228
动力学耦合系数计算 72
动力学数值仿真分析 90
动能碰撞小行星计划 39
镀铝薄膜 310、313
典型截面褶皱曲线（表） 310
预紧力1Kgf时读取褶皱尺寸示意（图）313
预紧力4Kgf时截面曲线（图） 310
镀铝膜太阳反射率测试结果（表） 206
镀膜工艺试验项目 200
镀膜辊 204
-10℃铝膜太阳反射率测试结果（表）204
-25℃铝膜太阳反射率测试结果（表）204
10℃铝膜太阳反射率测试结果（表） 204
镀膜基底卷绕走带速度及基底张力控制工艺试验 206
镀膜试验结果 201
端盖法兰盘设计 271
对数螺旋轨道 62
多边形折叠展开方法 178
多颗主带小行星目标选择优化方法 103
F
砝码质量为2.5 kg时 290、292、294
斜叶外折叠帆面展开形态（图） 290
叶内折叠帆面展开形态（图） 294
叶外折叠帆面展开形态（图） 292
帆面 245、260
帆面17／21／13点的固有频率测量结果（表）318
帆面L型折叠方式（图） 245
帆面薄膜 287、316
频率测试 316
折叠方式（图） 287
帆面变形对帆所受光压推力影响（图） 91
帆面不同折叠方式展开试验 286～288
试验对象 286
试验方法 286
试验结果 288
试验流程 287
试验内容 286
试验设备 287
帆面部分展开状态示意（图） 225
帆面材料选择 196
帆面典型截面褶皱参数（图） 313
帆面电池布局（图） 259
帆面镀膜方案 199
帆面固定与收拢 288、288（图）
帆面加强 207、288
方案 207
数据记录 288
帆面结构 77、207
参数（表） 77
设计 207
帆面卷轴 245、246
布局结构示意（图） 246
帆面空间适应性 247
帆面挠性附件162、163（图）
假设 162
帆面拼接方案 208、209、261
1示意（图） 209
2示意（图） 209
示意（图） 261
帆面收纳连接 285
过程（图） 285
帆面选择与设计 196
帆面与支撑臂连接 225、300
方式说明（图） 225
示意（图） 300
帆面与支撑臂展开 300
帆面与支撑臂整体展开试验 298～301
试验对象 298
试验方法 298
试验结果 301
试验流程 298
试验内容 298
试验设备 298
帆面展开 28、47（图）、226、232、246
技术要求 226
控制软片 246
示意（图） 28
稳定性分析 232
应力分析 232
帆面展开过程 226、230
仿真结果 230
分析 230
数值模拟 226
应力状态图（表） 230
帆面展开率（表） 238
分析 238
帆面折展展开方案 211
帆面折叠212、215、222、287
方案 222
技术要求 215
力学分析 212
展开试验设备（图） 287
帆面折叠与收拢 298
帆面褶皱 307～309
参数 309
处理方法示意（图） 309
分析 307
帆面褶皱形态 307、308
随预紧力变化（表） 308
帆面振动对光压力矩影响（图） 92
帆面整体收纳示意（图） 224
帆面最大挠度305、306（图）
分析 305
帆球卫星示意（图） 33
帆所受光压力矩对比（图） 357
方案缺陷 241
方案一 240、241
收拢布局示意（图） 241
支撑臂收拢示意（图） 240
方案优势 241
方形帆 170、174、175、365
光压变形静力学结果 174
光压静变形仿真结果（图） 174、365
频率提取结果（表） 175
方形帆面折叠 215、220
参数分析 220
方式 215
方式选择 215
方形帆预应力 172、364
仿真结果（图） 172、364
校验 172
仿真结果分析 239
非开普勒轨道任务特点 44
飞行器形成微重力环境时五边形折叠管充气展开试验（图） 179
飞往金星任务 38
飞往木星计划 38
飞行过程中太阳帆帆面法向定向分析 136
飞越模式 145
符号说明（表） 29
辐照强度材料性能变化（表） 248
G
改变离子源功率，离子束清洗活化试验结果（表） 201
改变通入气体流量，离子束清洗活化试验结果（表） 202
改变走带速度，离子束清洗活化试验结果（表） 202
刚性太阳帆 159～161
模型姿态稳定和姿态机动控制 159
姿态机动控制的姿态变化（图） 161
姿态稳定控制的姿态变化（图） 160
高反射率薄膜 199、207
材料选择 199
镀制工艺 199
工艺试验 207
高轨15年的辐照强度材料性能变化（表）248
高增益天线 254、255
尺寸（表） 254
设计 254
示意（图） 255
各星参考轨道根数（表） 110
构型特殊 44
构型质量及惯量对比 171
构形设计 240
谷神星 14
观察健神星、婚神星、智神星和谷神星 17
惯性坐标系到轨道坐标系的转换 58
光压力矩调节器 148～152
工作原理（图） 149
机构模块（图） 151
控制驱动原理（图） 152
设计参数仿真计算 149
调节原理 148、149（图）
中心箱体限位（图） 151
组成 148、148（图）
光压因子 44、54、139
与特征加速度（表） 139
轨道动力学模型及特征分析 55
轨道和太阳帆性能分析（表） 102
轨道设计结果分析 135
轨道坐标系 57、113
描述（图） 57、113
轨迹设计 122、123
分段详细优化设计 122
特征 122
问题实质 123
轨迹优化含义 123
滚转轴稳定机153、154、282～284
设计 153
设计参数仿真计算 153
调节原理 153、154（图）
原理样机实物（图） 284
整体装配（图） 283
执行机构 283
总体设计 282
组成 153、153（图）
国外主要太阳帆研究团队进展 45
H
哈勃空间望远镜拍摄的灶神星不同表面（图）19
哈雷彗星计划 39
哈密尔顿-雅可比方法的解 63
含淡水可能比地球还多的矮行星 14
航空航天新技术 9
厚度12.5 μm单面镀铝聚酰亚胺薄膜 322
厚度25 μm无镀层聚酰亚胺薄膜 333
滑块原理样机实物（图） 282
滑块执行机构 278 281
整体装配（图） 281
总体设计 278
环形帆 170、174～176、366
光压变形静力学结果 174
光压静变形仿真结果（图） 175、366
频率提取结果（表） 176
环形帆预应力 173、364
仿真结果（图） 173、364
校验 173
婚神星 12
J
基底离子束清洗活化工艺试验 200
基于时变光压力的动力学数值仿真分析 90
基于太阳光压力的太阳帆推进理论 52
机构模块设计 151
机构设计 248
激光测高仪 22
检验灶神星作为紫苏钙长无球粒陨石、钙长辉长无球陨石和古铜无球粒陨石母体范例 18
健神星 11
溅射参数选择工艺试验 206
结构 150、242、273
模块设计 150
模态分析 273
设计 242
结论 321
解锁机构方案（图） 249
近地轨道任务 38、43
特点 43
近似逃逸时间 63
静力分析（图） 69～70、352、353
结果 68
具有较大科学意义的探测方案建议 16
聚对苯二甲酸乙二醇酯 196
聚萘二甲酸乙二醇酯 196
聚酰亚胺薄膜 198、205、261、271
单面镀铝膜影响工艺试验 205
镀铝膜拼接形式 261
相关参数（表） 271
聚酰亚胺基底 203～205
磁控溅射镀铝 205
底在不同温度下镀膜工艺试验 203
卷曲折叠 178、181、273
C形支撑臂结构（图） 181
设计 273
展开方法 178
K
抗弯与抗扭刚度分析 191
可分离渐进式粘扣带（图） 269
空间辐照环境分布（图） 247、371
空间广告投射（图） 32
空间科学任务对太阳帆需求 44
控制角度连续化 126
控制平稳 44
控制驱动 152、281、283
模块设计 152
系统设计 281、283
控制软片结构示意（图） 246
L
拉格朗日微分形式太阳帆轨道动力学模型 58
离轨帆示意（图） 34
离子束活化 200、203
工艺参数优化结果（表） 203
工艺装置示意（图） 200
清洗工艺主要参数 200
试验研究结果 203
黎明号 3、4
任务轨道（图） 4
小行星探测器 3
利用太阳帆开展主带小行星探测 2、102
任务设计 102
力学测试薄膜样品（图） 263
力学分析设备（图） 263
连续化处理后的姿态角变化（图） 128
两模型 95～99、357、358
角点处横向变形对比（图） 97
帆所受光压力矩对比（图） 95、357
角点处横向挠度（图） 99太阳帆姿态欧拉角对比（图） 96、358
振动回复力变化规律（图） 98
两模型下太阳帆 100、101、359、360
所受引力梯度力矩（图） 100、359
姿态欧拉角变化（图） 101、360
两种速度载荷模型最大应力曲线（图）237、370
两种折叠宽度模型最大应力曲线（图）236、370
量子力学理论 52
灵神星 13
罗塞塔号彗星探测器 4
铝膜溅射状态的溅射参数选择工艺试验 206
M
美国NASA团队工作 47
美国NASA主要探测史 2
美国近地小行星探测任务示意（图） 48
美国行星协会Lightsail团队工作 49
密切轨道六要素形式太阳帆轨道动力学模型59
冥王号探测器 4
模态仿真结果 75、78
模型1 233、367
选取点位置及标号（图） 233
应力曲线（图） 233、367
模型2 234、368
选取点位置及标号（图） 234
应力曲线（图） 234、368
模型3应力曲线（图） 235、368
模型4 235、369
选取点位置及标号（图） 235
应力曲线（图） 235、369
模型5 236、369
选取点位置及标号（图） 236
应力曲线（图） 236、369
模型Z坐标变化曲线（图） 232、367
模型物理参数（表） 68
目标小行星轨道系 127、128
示意（图） 128
N～P
挠性太阳帆姿态机动控制 166、167、363
特征点最大变形（表） 167
姿态变化（图） 166、363
挠性太阳帆姿态稳定控制 164～166、363
特征点变形曲线（图） 165
特征点最大变形（表） 166
姿态变化（图） 164、363
内部充气管与表面粘扣配合控制双Ω形截面支
撑臂展开（图） 182
能源分系统 258
粘接强度试验 275
欧洲ESA主要探测史 4
耦合系数 74、77、79
计算及验证 77、79
计算流程（图） 74
盘绕式桁架支撑臂 180、180（图）
配合辅助桁架的充气刚化支撑臂（图） 177
拼接方案1 210
受力示意（图） 210
与方案2比较 210
拼接方案2受力示意（图） 210
Q～R
其他分系统设计 250
气密性试验 277
嵌入式无线传输单元 256
求解设置 229
球坐标系描述（图） 57、112
全帆模型 78、79
耦合系数矩阵（表） 79
有限元仿真模型（图） 78
全杆模型 75、77
耦合系数矩阵（表） 77
有限元仿真模型（图） 75
确定灶神星大小、形状、成分和质量 18
绕飞模式 145
人工拉格朗日点任务 40
任意轴转动惯量（图） 83
日本JAXA主要探测史 5
日本团队工作 47
日心转移段 130
S
三角形帆面 208、211、220（图）、224、267
固定卷曲过程（图） 224
加强示意（图） 267
示意（图） 208
质量 211
三角形截面桁架单跨与截面（图） 184
三维地貌立体测绘相机 20
三种基本折叠方式（图） 211
三种模型对比 162
三种太阳帆 163、170
构型示意（图） 170
姿态动力学模型在斜坡信号下的姿态角误
差（图） 163
三种折叠方式 220、222
示意图（表） 220
折叠层数及折痕长度（表） 222
三轴编织复合材料固化（图） 178
摄星计划发布会（图） 30
伸展臂参数（表） 155
绳索拉力方向 333、335、336（表）
十字中心刚体 162、163
加质量杆挠性附件（图） 163
试件 275～277
结构形式（图） 275
气密试验数据（表） 277
强度试验（图） 276
试验标记点位置（图） 289
收拢后的帆面及支撑臂（图） 300
双Ω形截面支撑臂 182、184、186、188、190
结构截面形状（图） 186
结构整体（图） 184
内表面的充气内胆设计（图） 188
碳纤维材料（图） 190
展开后和展开前截面形状（图） 182
双半径支撑臂截面尺寸及网格划分（图） 194
水星探测任务 37
顺途观察婚神星、健神星、智神星和谷神星17
四半径截面 191、194
尺寸及网格划分（图） 194
示意（图） 191
四种情形下太阳帆交会三颗小行星的时间节点（表） 143
搜索灵神星内部磁场 17
速度载荷 228、370
模型最大应力曲线（图） 370
施加参数（表） 228
隼鸟号小行星探测器 5、6（图）
T
塔蒂斯小行星示意（图） 6
太空采金 10
太阳帆1∶1共振太阳极轨轨道（图） 36
太阳帆GNC分系统 144
概述 144
功能与组成（表） 144
太阳帆地位 49
太阳帆地心段逃逸轨道参数（表） 130
太阳帆地心抛物线逃逸轨道（图） 130
太阳帆动力学 72、117、159、174
分析 174
模型 117
模型对控制结果影响分析 159
耦合系数计算 72
太阳帆法线方向 112、113
轨道坐标系下描述（图） 113
在球坐标系下描述（图） 112
太阳帆法向与速度协态几何关系（图） 121
太阳帆帆面 77、155、211、253、372
参数（表） 155
复用为低增益天线辐射方向（图）253、372
结构参数（表） 77
折叠技术研究 211
太阳帆帆面法向定向（图） 136、137、362
分析 136
太阳帆飞行 136～138
控制角α随时间变化曲线（图） 136
控制角δ随时间变化曲线（图） 136
姿态角速度随时间变化曲线（图） 138
太阳帆构型 169、170
比较与方案设计 169
设计 169
示意（图） 170
太阳帆光压 64、66、147
力矩调节器设计 147
模型 64
因子 66
太阳帆轨道 59、94、116
变化（图） 94
类型 59
优化设计方法 116
太阳帆轨迹优化 124
太阳帆哈雷彗星计划（图） 39
太阳帆航天器 1、2、25、34、54、55、86、145、146、242、246
包带、顶板及底板示意（图） 246
轨道优化设计与姿态控制技术 34
轨道坐标系 145
基本轨道动力学和典型轨道特性 55
推进能力描述方式 54
支撑包装结构（图） 242
坐标示意（图） 86、146
太阳帆航天器姿态 86、145、147
基准定义 145
控制系统方框图（图） 147
太阳帆后续发展 49、51
建议 51
设想 49
太阳帆技术 50、51
发展 50
研究团队 51
太阳帆尖端点和帆中点（图） 160
太阳帆交会三颗小行星的时间节点（表） 143
太阳帆结构20、66、67（图）、85
静动力学建模方法 66
示意（图） 20
姿态轨道耦合系统 85
太阳帆静力学分析 66、173
太阳帆开展主带小行星探测任务 19、102
设计 102
设想 19
太阳帆面展开技术研究 226
太阳帆全帆模型 77、79
耦合系数矩阵（表） 79
太阳帆全杆模型 75、77
耦合系数矩阵（表） 77
太阳帆全柔性动力学 79、164
方程 79
模型 164
太阳帆日心飞行段 132～134、361关键时间节点的轨道数据（表） 134
轨迹黄道平面投影（图） 133
三维轨迹（图） 133、361
时间节点（表） 132
太阳帆日心轨道动力学基础 111
太阳帆伸展臂结构参数（表） 75
太阳帆时间最优控制律（图） 142、362
太阳帆四分之一有限元模型（表） 157
太阳帆所受引力梯度力矩（图） 359
太阳帆探测器 20、26、135、255
无线通信数传 255
太阳帆探测器以及太阳帆创新概念研究现状26～32
国内研究现状 32
国外研究现状 26
太阳帆探测任务研究现状 34
太阳帆推进 2、25、52、53、56
关键 52
技术发展概述 25
技术进展 2
理论 52
与任务周期关系（图） 56
原理示意（图） 53
太阳帆未来 50
太阳帆无线通信网络拓扑结构（图） 256
太阳帆悬浮轨道（图） 41
太阳帆研究团队进展 45
太阳帆优势 19
太阳帆有限元建模 67、68、75
描述 67、75
边界条件 68
太阳帆预应力校验 172
太阳帆原理样机 260、285、301
充气展开过程（图） 301
帆面 260
支撑包装结构（图） 285
太阳帆在太阳光压载荷作用下 88、89、
355、356
平动时的动力学响应（图） 88、355
转动时的动力学响应（图） 89、356
太阳帆展开过程节点拓扑变化（图）258、372
太阳帆折叠展开原理样机 260
太阳帆支撑与包装结构设计 240
太阳帆指向参数锥角和转角（图） 87、146
太阳帆中心刚体＋挠性附件动力学方程 71
太阳帆主带小行星探测任务设想 19
太阳帆主要指标 102
太阳帆姿态变化（图） 94
太阳帆姿态轨道耦合动力学建模 85、86
方法 85
太阳帆姿态欧拉角 358、360
变化（图） 360
对比（图） 358
太阳帆最优交会模型 116
太阳辐射压力物理解释 52
太阳高轨任务 35、42
概述 35
特点 42
太阳光压力 52、64、66
建模理论 52
示意（图） 66
推进理论研究 52
太阳极轨 35、36
成像仪任务 36
任务 36
太阳帆任务 35
太阳系小行星成因和演化历史 8
探测方案建议 16
探测健神星 16、17
化学元素分布 16
内部物质组成 17
顺途可飞越其他主带小行星 16
探测灵神星 17
表面矿物成分 17
矿物分布 17
顺途可以飞越其他主带小行星 17
探测器质量与帆面尺寸关系（图） 55
探测任务简介 19
探测灶神星 18
表面形态 18
内部结构、密度和均匀性 18
顺途交会或者飞越其他主带小行星 18
探明健神星 16
现在或者过去存在水的痕迹 16
自转方向，绘制其表面高分辨图像 16
碳纤维 182、190
材料（图） 190
复合材料薄壁管 182
逃逸轨道 62
逃逸太阳系任务 42
特殊轨道类型特点分析 60
体积较大小行星 13
天帆一号在轨展开过程中的部分照片（图）34
天仪研究院太阳帆实物（图） 33
贴有电池阵的帆面展开（图） 47
通信链路（表） 251
通信数传分系统 250
透明厚膜 311、312
典型截面褶皱形状（表） 312
截面 311
预紧力4Kgf时截面曲线（图） 311、312
推进效率 137、139
影响 137
与飞行时间的关系曲线（图） 139
推力方式比较 55
椭圆轨道 61
W～X
我国探测图塔蒂斯小行星示意（图） 6
我国研究情况 6
无镀层聚酰亚胺薄膜 333
无线传输单元 257
组成结构（图） 257
无线通信数传 255
五边形折叠管充气展开试验（图） 179
相同载荷各折叠方式对比 295
小结 42、297
小天体探测任务 39、43
概述 39
特点 43
小型太阳帆未来方向 50
小行星 2、8、9、39、104、361
半长轴与倾角关系统计（图） 104、361
变轨任务 39
含有有机成分 9
探测国内外发展现状 2
与陨石之间直接联系 8
小行星带 7
斜叶外折叠219、289～291
不同载荷下展开时间（表） 289
不同载荷下展开时间曲线（图） 290
帆面展开形态（图） 290
方式 219、219（图）
区域划分（图） 219
新的太阳系原始物质探寻 9
行星科学任务 37、43
概述 37
特点 43
行星中心轨道 62
绪论 1
悬浮轨道任务 40
悬挂砝码 295～297
1 kg帆面展开最终形态（图） 291、295
1.5 kg帆面展开时间（图） 297
2.0 kg帆面展开时间（图） 296
2.5 kg帆面展开时间（图） 296
Y
衍射帆示意（图） 31
叶内折叠216、217、293、294
不同载荷下展开时间（表） 293
不同载荷下展开时间曲线（图） 294
帆面展开形态（图） 294
方式 216、216（图）
区域划分（图） 217
叶外折叠 217、218、291～293
不同载荷下展开时间（表） 291
不同载荷下展开时间曲线（图） 292
帆面展开形态（图） 292
帆面褶皱（图） 293
方式 217、217（图）
区域划分（图） 218
应用于帆面折叠方式（图） 218
叶形帆 170、173～176、365、366
光压变形静力学结果 174
光压静变形仿真结果（图） 175、366
频率提取结果（表） 176
预应力仿真结果（图） 173、365
预应力校验 173
伊卡洛斯帆面示意（图） 29
伊卡洛斯基本情况（表） 28
已发现的小行星半长轴与倾角关系统计（图）104、361
应力云图（图） 69、352
有限元建模仿真 75、77
有限 元 模 型67（图）、68、226、227、351（图）
参数（表） 227
节点编号（图） 68、351
有效载荷 20、24
汇总（表） 24
建议 20
与地面的通信数传 251
预紧力5 kgf薄膜截面 323～333
偏差示意（图） 324～333
位置示意（图） 323
原理样机 260～262、267、281、284、286、302、322
充气支撑臂结构设计 267
帆面加强 262
机帆面拼接 261
静力学测试结果 322
力学测试及分析 302
研制 281、284
折叠收纳（图） 286
装配过程 284
组成机构 260
组装操作过程（图） 286
原理样机静力学测试 302～305
测量精度验证 303
测量现场布局（图） 305
测量仪器 302
测试步骤 304
测试方法 302
测试结果分析 304
测试内容 302
实验结果统计（表） 304
原理样机振动测试 314～321
采集参数设置（图） 317
测试点分布（图） 316
测试方法 314
测试内容 314
结果分析 321
试验结果 316
仪器参数（表） 314
振动测试现场（图） 316
圆轨道 61
圆形截面薄壁支撑臂 185、194
结构整体（图） 185
截面尺寸及网格划分 194
Z
灶神星 14～16、19
表面（图） 15
不同表面（图） 19
增强条设计（图） 269
展开模式 145
折叠层数及折痕长度（表） 222
折叠帆面收拢滚轴 249
示意（图） 249
折叠方式（图） 211、220、222、289、295
折叠层数及折痕长度（表） 222
对比 295
示意图（表） 220
研究 289
折叠角定义 212
折叠宽度模型最大应力曲线（图） 370
折叠展开 260、286
试验及分析 286
样机方案 260
振动变形对太阳帆 90、93
所受光压力影响 90
姿态和轨道影响 93
整体收拢 286
正常飞行模式 145
正方形截面桁架 184
单跨与截面（图） 184
正三角形截面桁架 184
支撑臂 267
支撑臂RSB杆与帆面在外端部的连接机构 250
支撑臂-中心体连接法兰盘 243
支撑臂不同结构形式的模态（表） 185
支撑臂材料设计 190
支撑臂锤击法模态测试 319
支撑臂抗弯与抗扭刚度分析 191
支撑臂底部法兰盘及充气孔设计（图） 188
支撑臂法兰盘设计 187
支撑臂构型 177、183
分析 183
种类 177
支撑臂固有频率（表） 320
支撑臂横截面设计 185、269（图）
支撑臂截面半径与抗弯系数、临界载荷之间的关系曲线（图） 193
支撑臂结构 183、185、191、193、274
动态特性分析 193
静力学分析 191
前6阶模态频率和误差（表） 274
设计 183、185
有限元模型和截面示意（图） 274
支撑臂近端盖示意（图） 244
支撑臂卷曲折叠固定 284、285
过程（图） 285
支撑臂力学分析 191
支撑臂模态 193、194、319、320、374
测试过程（图） 319、320、374
分析 193、194
支撑臂收拢 189、245
结构支撑导向结构 245
状态示意（图） 189
支撑臂悬挂示意（图） 315
支撑臂选择与设计 177
支撑臂原理样机研制 268、278
工艺及制备 278
技术方案（图） 268
支撑臂远端盖示意（图） 244
支撑臂展开后示意（图）186、187
与折叠时粘扣位置示意（图） 186
支撑臂展开及收纳示意（图） 244
支撑臂折叠与收拢 298
支撑臂折叠展开设计 189
支撑臂支撑导向结构示意（图） 246
直径为300 mm的圆形支撑臂截面尺寸及网格划分 194
直线轨道 61
制备充气伸展臂流程（图） 279
智神星 13
质量杆挠性附件假设 162
质量微元矢量定义（图） 80
中心打孔12.5μm聚酰亚胺薄膜应力-应变曲线（图） 265
中心刚体＋挠性附件动力学 71、162
方程 71
模型 162
中心体 243
示意（图） 243
中心支撑包装结构 284
中增益天线 253、254
设计 253
占用帆面与天线增益对应（表） 254
组成示意（图） 253
主带小行星探测 2、7～10、19、111
目标选择 10
任务对象 2
任务轨道设计方法 111
任务设想 19
意义 7、8
主动力为光压力时姿态振动耦合分析 95
主动力为太阳引力时姿态振动耦合分析 98
转移飞行过程分析 135
锥角约束影响 140
姿态轨道振动耦合动力学降阶模型 87
姿态机动控制仿真结果 166
姿态角 117、128、163
变化（图） 128
定义（图） 117
误差（图） 163
姿态控制 44
姿态控制分系统 144、146
工作模式分析 144
组成 146
姿态调整能力要求 103
姿态振动耦合影响分析 94
自回弹支撑臂 180、180（图）
总结 301
总结与展望 167
最大应力曲线（图） 237、371
最大应力与折叠半径关系曲线（图） 214
最佳拟合示意（图） 304
最小时间逃逸轨道 63
最优姿态角不连续现象示意（图） 126
坐标系定义 127
（王彦祥、张若舒 编制）
图2-8 有限元模型
图2-9 有限元模型节点编号
图2-10 应力云图
图2-11 静力分析
（a）位移云图
图2-11 静力分析（续）
（b）最大位移云图；（c）应力云图
图2-13 第2阶振型
图2-14 第3阶振型
图2-20 第1阶振型
图2-21 第2阶振型
图2-22 第3阶振型
图2-27 太阳帆在太阳光压载荷作用下平动时的动力学响应
（a）太阳帆中心的位移响应曲线；（b）太阳帆中心的速度响应曲线；
（c）端点的纵向变形响应曲线；（d）端点的横向变形响应曲线
图2-28 太阳帆在太阳光压载荷作用下转动时的动力学响应
（a）太阳帆中心的角位移响应曲线；（b）太阳帆中心的角速度响应曲线；
（c）端点的纵向变形响应曲线；（d）端点的横向变形响应曲线
图2-34 两模型中帆所受的光压力矩对比
图2-35 两模型情况下太阳帆姿态欧拉角对比
图2-39 两模型下太阳帆所受引力梯度力矩
图2-40 两模型下太阳帆姿态欧拉角的变化
图3-1 已发现的小行星半长轴与倾角的关系统计
图3-15 太阳帆日心飞行段三维轨迹
图3-19 太阳帆的帆面法向定向
图3-23 不同锥角约束时太阳帆的时间最优控制律
图3-44 挠性太阳帆姿态稳定控制的姿态变化图
图3-46 挠性太阳帆姿态机动控制的姿态变化
图4-2 方形帆预应力仿真结果
图4-3 环形帆预应力仿真结果
图4-4 叶形帆预应力仿真结果
图4-5 方形帆光压静变形仿真结果
图4-6 环形帆光压静变形仿真结果
图4-7 叶形帆光压静变形仿真结果
图4-66 模型Z坐标变化曲线
图4-68 模型1应力曲线
图4-70 模型2应力曲线
图4-71 模型3应力曲线
图4-73 模型4应力曲线
图4-75 模型5应力曲线
图4-76 两种折叠宽度模型最大应力曲线
图4-77 两种速度载荷模型最大应力曲线
图4-78 最大应力曲线
图4-92 空间辐照环境分布
图4-98 太阳帆“帆面”复用为低增益天线的辐射方向图
图4-104 太阳帆展开过程节点拓扑变化
图5-78 Signature频率分析（点21）
（a）采集的速度-时间信号；（b）响应信号的FFT曲线（3次测量）
图5-79 支撑臂模态测试过程
（a）LMS中建立的测量模型；（b）响应信号的FFT曲线（5个测量点，每点测3次取平均）；（c）测量结果中固有频率的选取（5个测量点，每点测3次取平均）