8 月 23 日訊息隨著我國太空事業的建設以及航天強國進度的推進, 對超大型結構組合體航天器的研製也提出了新的要求, 這類組合體航天器包括空間太陽能電站、太空電梯、載人深空飛行組合體等。

這類航天器的共同特點是具有超大型結構, 例如空間太陽能電站的尺寸達到幾公里到十公里量級, 質量達到幾百噸、慣量達到 108Kg m² 量級。這類航天器無法一次發射入軌, 必須通過多次在軌組裝才能形成完整構型,。

近日，國家自然科學基金委員會關於釋出了“十四五”第一批重大專案指南，其中就包括“超大型航天結構空間組裝動力學與控制”。

該專案指南中提到，尺寸達千米量級的超大型航天器是未來空間資源利用、宇宙奧祕探索、長期在軌居住的重大戰略性航天裝備，我們將通過結構模組化設計、多次發射和空間組裝的方式進行建造尺寸達千米量級的超大型航天器，並解決極其複雜的耦合動力學問題。

瞭解到，這一訊息釋出後，網友們紛紛表示好奇，甚至有人說：我們終於要開始造殲星艦了嗎？

當然，這只是個玩笑，預計超大規模的航天器將作為軌道空間站的延申使用，類似於太空中的航天基地，將用於未來空間資源利用、宇宙奧祕探索、長期在軌居住。而且這一專案應該是“預研”，更多的是針對理論計算，真正想要造出來可能仍需要極其漫長的時間。

感興趣的小夥伴可自行查閱相關公告：點此。

數學理科部 指南 第一項

“超大型航天結構空間組裝動力學與控制”重大專案指南

尺寸達千米量級的超大型航天器是未來空間資源利用、宇宙奧祕探索、長期在軌居住的重大戰略性航天裝備。超大型航天器結構重量和尺寸巨大，無法通過單次火箭發射和入軌展開方式構建，需通過結構模組化設計、多次發射和空間組裝的方式進行建造；其次，超大型航天結構組裝過程中，結構的超大尺度效應和構型變化效應與空間環境效應作用相耦合，將帶來極其複雜的耦合動力學現象。這對超大型航天器的動力學設計提出了兩方面的要求：一是結構的輕量化設計，以最大程度減少發射次數，降低建設成本；二是結構的可控性設計，以有效抑制組裝過程中組合體軌道與姿態漂移、控制結構變形與振動。

瞄準超大型航天結構在軌組裝建造的迫切需求，將航天動力學的三大研究物件“軌道”、“姿態”和“結構”進一步融合，並與“控制”學科深度交叉，推動航天器耦合動力學與控制研究方向的發展，為超大型空間基礎設施的建造奠定理論和技術基礎。

一、科學目標

瞄準超大型航天結構的減重設計和空間組裝需求，提出滿足在軌動力學要求的組裝結構輕量化設計新理論；建立空間組裝過程的“軌道-姿態-結構”耦合動力學新模型，揭示空間組裝過程的耦合動力學演化新規律；提出空間組裝過程的“軌道-姿態-結構”一體化穩定控制新理論；探索解決超大型航天結構動力學試驗“天地一致性”問題的新方案。

二、研究內容

（一）超大型航天結構的輕量化和可控性設計。

提出新的超大型航天結構輕量化設計方案、發展滿足超大型航天結構在軌動力學特性要求的新型組裝模組、建立組裝模組結構的可控性設計方法，實現超大型航天結構的大幅減重和結構-控制一體化。

（二）超大型航天結構空間組裝過程的動力學演化。

發展超大型航天結構空間組裝的“軌道-姿態-結構”耦合動力學建模方法；針對組裝過程中的接觸碰撞、變形振動、非保守力等問題，提出既能保持系統物理特性，又高效穩定的數值方法；揭示空間環境中超大型航天結構組裝過程的動力學行為及演化規律。

（三）空間組裝過程軌道-姿態-結構一體化穩定控制。

提出多約束條件下超大型航天結構“軌道-姿態-結構”控制執行機構的配置方法；結合軌道和姿態控制要求，以及組裝過程結構拓撲變化、變形和振動特性，發展空間組裝過程的“軌道-姿態-結構”一體化穩定控制方法。

（四）空間組裝過程動力學與控制的地面模擬試驗。

開展新型組裝模組的動力學試驗、組裝過程的動力學響應與驗證試驗以及穩定控制試驗；以地面試驗中航天器動力學響應與其在軌響應一致為目標，提出面向超大型航天結構的高可信、高精度地面動力學模擬試驗方法。

三、申請要求

申請書的附註說明選擇“超大型航天結構空間組裝動力學與控制”。