1.一种基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统,其特征在于,包括围绕所述空间站飞行的微纳卫星集群以及与所述微纳卫星集群通讯连接的损伤判定及维修方案制定系统(1),其中,所述微纳卫星集群包括巡检卫星、维修卫星(2)和运输卫星(3);所述巡检卫星用于非接触式获取空间站外部结构的图像数据;所述损伤判定及维修方案制定系统(1)位于空间站内并与所述巡检卫星通讯连接,用于接收所述巡检卫星发送的图像数据,并基于接收的图像数据对空间站外部结构进行损伤判断、以及基于判断结果制定维修方案;所述运输卫星(3)与所述损伤判定及维修方案制定系统(1)通讯连接,用于基于所述维修方案从空间站运输新组件和/或修复材料至空间站外损伤组件所在位置、以及将回收的损伤组件运输至空间站内;所述维修卫星(2)与所述损伤判定及维修方案制定系统(1)通讯连接,用于基于所述维修方案对空间站外部结构中的损伤组件进行在轨维修。
2.根据权利要求1所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统,其特征在于,所述巡检卫星、维修卫星(2)、运输卫星(3)分别包括通用卫星平台(6)和载荷系统(7),所述载荷系统(7)通过标准接口与所述通用卫星平台(6)互联,所述通用卫星平台(6)还与所述损伤判定及维修方案制定系统(1)通讯连接。
3.根据权利要求2所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统,其特征在于,所述通用卫星平台(6)包括用于管理和控制整星的工作的星务系统(60)、用于卫星姿态的控制和调整的姿控系统(61)、用于提供卫星工作所需电能的电源系统(62)、用于卫星运行轨道的维持和机动的推进系统(63)和用于进行星间和/或星地的数据传输的通信系统(64),所述姿控系统(61)、所述电源系统(62)、所述推进系统(63)和所述通信系统(64)分别与所述星务系统(60)连接,所述星务系统(60)通过所述通信系统(64)与所述损伤判定及维修方案制定系统(1)通讯连接。
4.根据权利要求1所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统,其特征在于,所述巡检卫星用于对空间站外部结构进行巡检以获得整体图像数据,并根据整体图像确定出空间站外部结构损伤的可疑区域,以及用于获取可疑区域的详细图像数据,并对可疑区域进行详细检测以输出损伤区域图像、提取损伤特征并发送给所述损伤判定及维修方案制定系统(1)。
5.根据权利要求2所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统,其特征在于,所述巡检卫星包括第一巡检卫星(4)和与所述第一巡检卫星(4)通讯连接的第二巡检卫星(5),其中,所述第一巡检卫星(4)用于对空间站外部结构进行巡检以获得整体图像数据,并根据整体图像确定出空间站外部结构损伤的可疑区域,以及将巡检结果发送至所述第二巡检卫星(5);所述第二巡检卫星(5)用于基于第一巡检卫星(4)输送的巡检结果获取可疑区域的详细图像数据,并对可疑区域进行详细检测以输出损伤区域图像、提取损伤特征并发送给所述损伤判定及维修方案制定系统(1)。
6.根据权利要求5所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统,其特征在于,所述损伤判定及维修方案制定系统(1)用于接收第二巡检卫星(5)发送的损伤特征并与其预存的空间站外部结构图像数据库进行比对、根据比对结果判断损伤程度、根据损伤程度的判断结果制定相应的维修方案;所述维修方案包括:如果损伤程度严重,则准备新组件对损伤组件进行在轨更换;如果损伤程度轻,则准备修复材料对损伤组件的损伤位置进行在轨修复。
7.根据权利要求5所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统,其特征在于,所述空间站外部结构检测维修系统还包括位于空间站内的3D打印机,所述3D打印机用于打印供替换损伤组件的新组件;所述第一巡检卫星(4)的载荷系统(7)所配主载荷为CCD相机;所述第二巡检卫星(5)的载荷系统(7)所配主载荷为散斑干涉仪;所述维修卫星(2)的载荷系统(7)所配主载荷为机械臂。
8.一种基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修方法,应用权利要求1至7中任一项所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修系统进行,其特征在于,包括以下步骤:步骤S11,所述巡检卫星非接触式获取空间站外部结构的图像数据;步骤S12,所述损伤判定及维修方案制定系统(1)接收所述巡检卫星发送的图像数据,并基于接收的图像数据对空间站外部结构进行损伤判断、以及基于判断结果制定维修方案;步骤S13,所述运输卫星(3)基于所述维修方案从空间站运输新组件和/或修复材料至空间站外损伤组件所在位置;步骤S14,所述维修卫星(2)基于所述维修方案对空间站外部结构中的损伤组件进行在轨维修。
9.根据权利要求8所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修方法,其特征在于,在步骤S11之前,还包括:步骤S10,在空间站内完成各微纳卫星的组装,并进行在轨释放,实现集群飞行。
10.根据权利要求8所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修方法,其特征在于,所述步骤S11包括:步骤S110,第一巡检卫星(4)对空间站外部结构进行巡检以获得整体图像数据,并根据整体图像确定出空间站外部结构损伤的可疑区域,将巡检结果发送至第二巡检卫星(5);步骤S111,第二巡检卫星(5)基于第一巡检卫星(4)输送的巡检结果获取可疑区域的详细图像数据,对可疑区域进行详细检测以输出损伤区域图像、提取损伤特征并发送给损伤判定及维修方案制定系统(1)。
11.根据权利要求10所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修方法,其特征在于,所述步骤S12包括:步骤S120,损伤判定及维修方案制定系统(1)接收第二巡检卫星(5)发送的损伤特征并与其预存的空间站外部结构图像数据库进行比对;步骤S121,根据比对结果判断损伤程度,判断结果包括损伤程度严重和损伤程度轻;步骤S122,根据损伤程度的判断结果制定相应的维修方案,如果判断结果为损伤程度严重,则准备新组件对损伤组件进行在轨更换;如果判断结果为损伤程度轻,则准备修复材料对损伤组件的损伤位置进行在轨修复。
12.根据权利要求8所述的基于微纳卫星集群的空间站外部结构检测维修方法,其特征在于,还包括:步骤S15,所述运输卫星(3)将回收的损伤组件运输至空间站内。