田大可，高海明，金路，劉榮強(qiáng)，馬小鷗，范小東，郭振偉

1. 沈陽建筑大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，沈陽 110168 2. 沈陽建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，沈陽 110168 3. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150001 4. 遼寧省科學(xué)技術(shù)館，沈陽 110167

1 引言

空間折展機(jī)構(gòu)是指一種為了更好地滿足航天器結(jié)構(gòu)大型化發(fā)展趨勢(shì)而產(chǎn)生的具有折疊與展開功能的新型航天裝備。由于運(yùn)載工具容積的限制，空間折展機(jī)構(gòu)在發(fā)射過程中處于折疊收攏狀態(tài)，進(jìn)入軌道后按控制指令逐漸展開并鎖定，具有支撐定位、收集能量、傳遞信號(hào)等一系列作用[1-3]。目前，空間折展機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、空間科學(xué)、軍事偵察、導(dǎo)航遙感等領(lǐng)域，具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值、工程需求和應(yīng)用前景，已經(jīng)成為國(guó)際宇航界研究的前沿和熱點(diǎn)之一[4-5]。

按照展開后結(jié)構(gòu)維度的不同，空間折展機(jī)構(gòu)通常分為一維線性折展機(jī)構(gòu)、二維平面折展機(jī)構(gòu)和三維空間曲面折展機(jī)構(gòu)[6]。一維線性折展機(jī)構(gòu)也稱為伸展臂[7]，是空間折展機(jī)構(gòu)中研究最早、應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，主要作為大型航天器的支撐和定位結(jié)構(gòu)。二維平面折展機(jī)構(gòu)又稱為太陽翼[8]，是一種對(duì)太陽能進(jìn)行收集的裝置，主要作用是為衛(wèi)星、空間站等航天器提供能量。三維空間曲面折展機(jī)構(gòu)主要指空間可展開天線[9]，是一種具有信息獲取和傳遞功能的航天裝備，是空間折展機(jī)構(gòu)中構(gòu)型最為復(fù)雜、研究難度最大的一種結(jié)構(gòu)形式。近年來，隨著航天科技的快速發(fā)展，各類航天器呈現(xiàn)大型化、復(fù)雜化發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)空間折展機(jī)構(gòu)的需求也越來越多，對(duì)展開尺度達(dá)幾十米、甚至百米及以上級(jí)的大型/超大型折展機(jī)構(gòu)的需求尤為迫切[10-12]。傳統(tǒng)一體式空間折展機(jī)構(gòu)的展開尺度小、結(jié)構(gòu)耦合性強(qiáng)、擴(kuò)展性差，難以滿足未來空間技術(shù)發(fā)展的需要。

模塊化結(jié)構(gòu)互換性好、靈活性高、拓?fù)湫詮?qiáng)，可通過改變模塊的數(shù)量、類型、排布和組合方式等，實(shí)現(xiàn)展開尺度的快速縮放，是滿足未來空間折展機(jī)構(gòu)大尺度發(fā)展要求的一種較為理想的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，模塊化結(jié)構(gòu)良好的通用性，不僅可以有效地降低研制的難度和風(fēng)險(xiǎn)，也可以縮短研制周期、降低研制成本。并且，模塊化結(jié)構(gòu)為未來空間折展機(jī)構(gòu)在軌組裝和在軌制造等新領(lǐng)域和新技術(shù)的發(fā)展提供了新的可行性解決方案，具有較大的發(fā)展?jié)摿洼^為突出的研究?jī)r(jià)值。

近年來，美國(guó)、俄羅斯和歐盟等[13-15]航天大國(guó)和組織，分別提出了《國(guó)家航天戰(zhàn)略》、《2016-2025年俄羅斯聯(lián)邦航天規(guī)劃》和《歐洲航天戰(zhàn)略》等航天戰(zhàn)略和規(guī)劃，體現(xiàn)了發(fā)展航天科技的重要意義；我國(guó)作為世界航天大國(guó)之一，在《中國(guó)制造2025》、“十三五”發(fā)展規(guī)劃以及《全球工程前沿2020》等多個(gè)規(guī)劃和報(bào)告中，均將以空間折展機(jī)構(gòu)為代表的新型航天裝備列為當(dāng)前及未來重點(diǎn)研究和發(fā)展的領(lǐng)域。因此，有必要對(duì)空間折展機(jī)構(gòu)領(lǐng)域的研究進(jìn)展做一詳細(xì)綜述，為國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的科研人員提供借鑒和參考。

本文主要圍繞具有模塊化結(jié)構(gòu)特征的模塊化空間折展機(jī)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，分析了典型模塊化空間折展機(jī)構(gòu)的構(gòu)型、特點(diǎn)及應(yīng)用，結(jié)合當(dāng)前研究及應(yīng)用存在的不足，對(duì)模塊化空間折展機(jī)構(gòu)研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

2 國(guó)外模塊化空間折展機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀

2.1 伸展臂

按照展開方式的不同，伸展臂可以分為盤壓桿式、薄壁管式、套筒式、膨脹硬化式和鉸接式等[16]5種類型。其中，前4種類型的伸展臂主要是利用桿件的彈性變形、構(gòu)件的直徑變化以及材料物理屬性的改變等實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的展開與收攏，結(jié)構(gòu)安裝關(guān)系上并不具有較為明顯的模塊化特征。鉸接式伸展臂采用剛性構(gòu)件與轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈進(jìn)行連接，與其他結(jié)構(gòu)形式相比，鉸接式伸展臂各構(gòu)件可以獨(dú)立拆分與組裝，結(jié)構(gòu)拓展靈活，具有高剛度、高精度等特點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛，其結(jié)構(gòu)滿足模塊化設(shè)計(jì)特征。本文重點(diǎn)對(duì)這類伸展臂進(jìn)行介紹。

Kitamura等[17-18]針對(duì)大型空間可展開天線、空間平臺(tái)等航天器對(duì)伸展臂的需求，以三棱柱為模塊單元研制出一種縱桿折疊式伸展臂HIMAT，該伸展臂主要由橫桿、縱桿和斜拉索等組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。機(jī)構(gòu)中構(gòu)件之間采用鉸鏈進(jìn)行連接，通過縱桿的折展實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度的變化，伸展臂采用電機(jī)結(jié)合絲杠的驅(qū)動(dòng)方式，完全展開后依靠縱桿中部的鎖緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)剛化。日本在多次的航天任務(wù)中使用了HIMAT伸展臂，例如在1996年發(fā)射的先進(jìn)地球觀測(cè)衛(wèi)星(advanced earth observing satellite, ADEOS)上使用該伸展臂支撐太陽能電池陣，其長(zhǎng)度達(dá)到了23.5 m，截面包絡(luò)圓直徑為350 mm，收攏率(收攏率為完全收攏長(zhǎng)度與完全展開長(zhǎng)度的比值)約為3.3%。

圖1 HIMAT伸展臂原理樣機(jī)Fig. 1 Principle prototype of HIMAT

Choi等[19-20]為滿足衛(wèi)星小型化使用要求，提出了一種應(yīng)用于空間光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的高精度伸展臂結(jié)構(gòu)方案。該伸展臂以四棱柱作為基本模塊單元，主要由上面板、下面板、連接桿和支撐模塊等結(jié)構(gòu)組成，通過在連接桿中間設(shè)置的彈性鉸鏈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)展開，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。為了提高結(jié)構(gòu)裝配及展開后的精度，設(shè)計(jì)了專用裝配工裝，并在由五個(gè)非接觸式激光位移傳感器組成的高精度測(cè)量平臺(tái)上對(duì)展開機(jī)構(gòu)的精度進(jìn)行了試驗(yàn)研究，測(cè)試結(jié)果表明機(jī)構(gòu)展開精度可以達(dá)到微米量級(jí)。

圖2 伸展臂展開原理Fig. 2 Working principle of deployable mast

美國(guó)AEC-Able公司在伸展臂方面有較為深入的研究和較為豐富的經(jīng)驗(yàn)[21-22]，研制了可折疊鉸接式伸展臂(folding articulated square truss, FAST)和索桿鉸接式伸展臂(able deployable articulated mast, ADAM)，這兩種伸展臂均以四棱柱為基本模塊單元。

FAST伸展臂[23]主要由橫桿、縱桿、斜拉索和鉸鏈等結(jié)構(gòu)組成，如圖3所示。縱桿通過其中點(diǎn)的鉸鏈實(shí)現(xiàn)縱桿的折疊；橫桿包括剛性桿和彈性弓形桿兩種，彈性弓形桿與縱桿的中點(diǎn)相連接，通過彈性變形為伸展臂展開提供動(dòng)力；單元的側(cè)面有兩對(duì)斜拉索，用于增加伸展臂的扭轉(zhuǎn)剛度和剪切剛度。FAST伸展臂已成功應(yīng)用在國(guó)際空間站上，用于支撐國(guó)際空間站的太陽能電池陣。伸展臂直徑為1.09 m，展開長(zhǎng)度為34.75 m，折疊長(zhǎng)度為2.3 m，收攏率為6.6%。

圖3 FAST伸展臂Fig. 3 FAST deployable mast

為了滿足伸展臂大尺度、高剛度的發(fā)展需求，ADAM伸展臂[24]應(yīng)運(yùn)而生。ADAM伸展臂主要由縱桿、橫桿、斜拉索和球鉸等組成，與FAST伸展臂不同，ADAM伸展臂在橫桿和縱桿間采用球鉸進(jìn)行連接，并取消了弓形桿，采用在側(cè)面安裝特殊的鎖緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)剛化，如圖4所示。2000年，ADAM伸展臂成功應(yīng)用于NASA的雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù)(shuttle radar topography mission，SRTM)中，該伸展臂的直徑為1.12 m，展開長(zhǎng)度為60 m，驅(qū)動(dòng)筒長(zhǎng)度為2.92 m，收攏率約為4.9%。

圖4 ADAM伸展臂Fig.4 ADAM deployable mast

2.2 太陽翼

美國(guó)ABLE公司[25]研制了一種PUMA太陽翼，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。該太陽翼采用多個(gè)剛性基板折疊的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)展開，基板為矩形形狀，基板的表面上貼裝有太陽電池片，基板間采用鉸鏈進(jìn)行連接。在發(fā)射階段，基板折疊收攏，并壓緊在航天器的側(cè)面，進(jìn)入軌道后，采用同步電機(jī)和彈簧鉸鏈驅(qū)動(dòng)使基板緩慢展開。地球同步通信衛(wèi)星Arabsat 2A上使用了一對(duì)PUMA太陽翼，每個(gè)太陽翼由四塊基板組成，單板尺寸為1.6 m×1.2 m，每板面積約為1.92 m2，該結(jié)構(gòu)剛度高、但質(zhì)量較大。

圖5 PUMA太陽翼Fig.5 PUMA solar array

俄羅斯在其發(fā)射的多顆衛(wèi)星及和平號(hào)空間站(Mir Space Station)上使用了一種質(zhì)量更輕的半剛性太陽翼[26]，在軌展開狀態(tài)如圖6(a)所示。這種太陽翼的基板由碳纖維剛性框架和帶有預(yù)緊力的柔性玻璃纖維網(wǎng)組成，即該太陽翼是一種剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)，面板間的展開采用可回轉(zhuǎn)的鉸鏈進(jìn)行連接，如圖6(b)所示。與剛性太陽翼相比，由于采用了框架結(jié)構(gòu)，電池散熱性能更好，輸出功率更高，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也大幅降低。

圖6 和平號(hào)空間站太陽翼Fig.6 Solar array of Mir space station

為了彌補(bǔ)和平號(hào)空間站能量收集與供應(yīng)的不足，俄羅斯和美國(guó)共同研制了 (mir cooperative solar array，MCSA)太陽翼[27]，并于1996年5月部署在和平號(hào)空間站上，該太陽翼集合了兩國(guó)最先進(jìn)的航天技術(shù)，美國(guó)提供高效、輕質(zhì)量的光伏板模塊，俄羅斯提供陣列框架結(jié)構(gòu)和展開機(jī)構(gòu)。整個(gè)MCSA太陽翼共有84塊電池板，單塊電池板的尺寸為2.7 m×0.44 m，單翼展開長(zhǎng)度約18 m。

法國(guó)阿爾卡特-阿萊尼亞航天公司(Alcatel Alenia Space)在其新一代高功率、大容量地球靜止軌道通信衛(wèi)星平臺(tái)SPACEBUS上，使用了一種分步展開式太陽翼[28]，如圖7所示。太陽翼采用十字布局構(gòu)型及無源展開技術(shù)，面板間采用成熟的鉸鏈結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)展開，該展開方式在滿足載荷艙容積的前提下，保證了展開后的面積，并且具有結(jié)構(gòu)拓展靈活的特點(diǎn)。該太陽翼已在Arabsat2，Thaicom3，Sirius2，Agila和Eutelsat3等衛(wèi)星上獲得了廣泛應(yīng)用。

美國(guó)ATK公司于20世紀(jì)90年代研制出一種UltraFlex太陽翼[29-31]，如圖8所示，該太陽翼主要由柔性三角形薄膜片、中心輪轂、壓緊帶、展開機(jī)構(gòu)等組成，展開原理與折扇相似，依靠位于結(jié)構(gòu)中央的扭簧驅(qū)動(dòng)展開，展開后呈圓形，半展開狀態(tài)如圖8(a)所示。UltraFlex太陽翼在美國(guó)NASA的火星01探測(cè)器、“鳳凰號(hào)”火星探測(cè)器、“洞察號(hào)”火星探測(cè)器、“獵戶座”多用途飛船、“天鵝座”飛船等多項(xiàng)航天任務(wù)中獲得應(yīng)用，其中在“獵戶座”飛船上使用的太陽翼最大，展開后直徑達(dá)到了6 m，如圖8(b)所示。

圖8 UltraFlex太陽翼Fig.8 UltraFlex solar array

為了滿足大功率航天器的使用需求，ATK公司在Ultraflex太陽翼的技術(shù)基礎(chǔ)上，研制出一種收攏率更高、展開面積更大的MegaFlex太陽翼[32-33]，如圖9所示，該機(jī)構(gòu)通過增加薄膜片折疊的次數(shù)，大幅提升了結(jié)構(gòu)展開后的面積，MegaFlex太陽翼展開后的直徑達(dá)到9 m，該太陽翼已成功應(yīng)用到“天鵝座”貨運(yùn)飛船等航天任務(wù)中。

圖9 MegaFlex太陽翼Fig.9 MegaFlex solar array

2.3 空間可展開天線

俄羅斯在和平號(hào)空間站上使用了一種構(gòu)架式展開天線[34]，如圖10(a)所示。該天線以四面體為可展模塊單元，相鄰的四面體模塊間采用相互倒置方式進(jìn)行連接，其結(jié)構(gòu)如圖10(b)所示。每個(gè)模塊包含3個(gè)腹桿、3個(gè)可折疊桿及節(jié)點(diǎn)等結(jié)構(gòu)，構(gòu)件間采用鉸鏈進(jìn)行連接，在折疊桿的鉸鏈處安裝有渦卷彈簧。收攏時(shí)，構(gòu)件壓縮彈簧而儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，展開時(shí)，彈簧釋放彈性勢(shì)能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)展開。

圖10 四面體構(gòu)架式可展開天線Fig.10 Deployable tetrahedral truss antenna

俄羅斯Georgian公司[35-36]設(shè)計(jì)出一種環(huán)形剪叉式可展開天線，如圖11(a)所示。該天線由剪叉式環(huán)形可展開支撐機(jī)構(gòu)和從中心輪轂上輻射出的張拉膜肋等組成。支撐機(jī)構(gòu)為天線的骨架，由若干個(gè)剪叉機(jī)構(gòu)單元串聯(lián)而成，如圖11(b)所示。1999年，俄羅斯在和平號(hào)空間站上對(duì)一個(gè)口徑為5.6 m×6.4 m的環(huán)形剪叉式天線進(jìn)行展開測(cè)試。該天線收攏后的直徑和高度為0.6 m×1.0 m，天線的總質(zhì)量為35 kg。

圖11 環(huán)形剪叉式可展開天線Fig.11 Circular scissor deployable antenna

美國(guó)Astro Aerospace公司研制出一種環(huán)形桁架式可展開天線[37]，該天線由可展環(huán)形桁架、前索網(wǎng)、后索網(wǎng)、拉索、金屬反射網(wǎng)組成，如圖12(a)所示。環(huán)形桁架是天線的支撐結(jié)構(gòu)，由若干個(gè)對(duì)角桿長(zhǎng)度可變的四邊形單元組成，如圖12(b)所示。前、后索網(wǎng)安裝在環(huán)形桁架上，索網(wǎng)間的豎向拉索具有一定的預(yù)緊力，索網(wǎng)在預(yù)緊力的作用下逼近拋物面形狀，金屬反射網(wǎng)附著于前索網(wǎng)上。2000年底，美國(guó)發(fā)射的Thuraya衛(wèi)星上攜帶了一個(gè)口徑為12.25 m 環(huán)形可展天線，質(zhì)量為55 kg，收攏時(shí)直徑和高度分別為1.3 m×3.8 m。

圖12 AstroMesh可展開天線Fig. 12 AstroMesh deployable antenna

日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA)為工程試驗(yàn)衛(wèi)星ETS-Ⅷ研制出一種構(gòu)架式可展開天線，2006年12月，該衛(wèi)星成功發(fā)射，并攜帶了兩架有效口徑為13m的構(gòu)架式可展開天線[38-40]，如圖13(a)所示。兩個(gè)天線分別負(fù)責(zé)信號(hào)的發(fā)射和接收，同時(shí)也可以避免多個(gè)頻率在一個(gè)天線上引起的信號(hào)干擾。天線由14個(gè)直徑為4.8 m的六棱柱模塊組成，每個(gè)模塊由6個(gè)基本單元通過周向均布陣列形成，基本單元采用彈簧作為動(dòng)力源，依靠彈簧被壓縮時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)構(gòu)展開，基本單元結(jié)構(gòu)如圖13(b)所示。收攏后，結(jié)構(gòu)的高度和直徑分別為4 m×1 m，天線總質(zhì)量為170 kg。由于采用六棱柱蜂窩狀構(gòu)型，結(jié)構(gòu)具有較好的可擴(kuò)展性。

圖13 ETS-VIII的構(gòu)架式可展開天線Fig. 13 Deployable truss antenna of ETS-VIII

JAXA[41-42]為滿足通信衛(wèi)星對(duì)大口徑可展開天線的需求，在ETS-Ⅷ基本單元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出一種三折疊肋式可展開天線，該天線由7個(gè)六棱柱模塊組成，每個(gè)模塊包括6個(gè)可折疊肋單元，該構(gòu)型有效地提高了結(jié)構(gòu)的收納率，并減輕了結(jié)構(gòu)質(zhì)量。每個(gè)模塊展開后的尺寸為14.4 m，整體展開后的口徑達(dá)到30 m，收攏后的直徑和高度分別為1.8 m×4 m，單模塊樣機(jī)如圖14所示。

圖14 三折疊肋式可展開天線模塊單元Fig.14 Module unit of three-fold rib deployable antenna

歐洲太空局(European Space Agency，ESA)和格魯吉亞工業(yè)大學(xué)(Georgian Technical University，GTU)等多家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合研制了一種圓錐環(huán)形可展開天線[43-44]，天線展開后的尺寸為6 m，圓錐環(huán)形可展開天線的原理樣機(jī)如圖15(a)所示。天線由若干個(gè)梯形模塊組成，每個(gè)模塊包括上V形折疊桿、下V形折疊桿、豎桿、同步鉸鏈、驅(qū)動(dòng)彈簧、斜拉索等結(jié)構(gòu)組成，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖15(b)所示。

圖15 圓錐環(huán)形可展開天線Fig. 15 Cone ring deployable antenna

3 國(guó)內(nèi)模塊化空間折展機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀

中國(guó)在模塊化空間折展機(jī)構(gòu)研究方面起步較晚，但近十幾年來取得了較為快速的發(fā)展，在國(guó)家航天項(xiàng)目的牽引下，多所高校和科研機(jī)構(gòu)開展了較為廣泛而深入的研究，模塊化折展機(jī)構(gòu)及應(yīng)用取得了可喜的進(jìn)步和成績(jī)。

3.1 伸展臂

單明賀等提出一種三棱柱構(gòu)架式伸展臂[45-46]，該機(jī)構(gòu)以三棱柱為基本展開單元，基于增加虛約束的Sarrus機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，模塊單元主要由剛性三角框架、上折疊臂、下折疊臂、對(duì)角拉索等結(jié)構(gòu)組成，如圖16所示。鎖緊機(jī)構(gòu)布置在上/下折疊臂的中間位置，采用電機(jī)結(jié)合絲杠的驅(qū)動(dòng)方式，機(jī)構(gòu)展開后對(duì)角拉索張緊，用以提高結(jié)構(gòu)的剛度。該伸展臂展開長(zhǎng)度約為5 m，收攏后長(zhǎng)度為0.7 m，截面包絡(luò)圓的直徑約為0.58 m。

圖16 三棱柱構(gòu)架式伸展臂原理樣機(jī)Fig.16 Principle prototype of triangular prism frame deployable mast

楊慧等提出一種含超彈性鉸鏈的三棱柱伸展臂[47-48]，該伸展臂同樣以三棱柱為模塊單元，主要由縱桿、繩索、三角形框架、套管和超彈性鉸鏈等組成。每個(gè)模塊含有3組縱桿，每組縱桿中安裝1對(duì)超彈性鉸鏈。收攏時(shí)，超彈性鉸鏈彎曲，儲(chǔ)存彈性勢(shì)能；展開時(shí)，超彈性鉸鏈恢復(fù)變形，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)展開。設(shè)計(jì)的一個(gè)包含10個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)方案，其展開后的長(zhǎng)度為5.3 m，收攏后長(zhǎng)度為0.48 m；研制的包含2個(gè)模塊單元的原理樣機(jī)，如圖17所示。

圖17 含超彈性鉸鏈的三棱柱伸展臂原理樣機(jī)Fig. 17 Principle prototype of triangular prism deployable mast with super elastic hinge

高明星等提出一種可展開三棱柱式伸展臂[49]，該伸展臂主要由縱桿、橫梁、張力索以及鉸鏈等組成。縱桿材料采用碳纖維，橫梁與各個(gè)鉸鏈材料采用鋁合金，利用彈簧驅(qū)動(dòng)方式展開。伸展臂的桿件主要起支撐作用，展開后張力索張緊，可以提高整個(gè)伸展臂的剛度。為了研究該伸展臂的動(dòng)力學(xué)特性，設(shè)計(jì)并研制了含有2個(gè)模塊單元的三棱柱伸展臂原理樣機(jī)，如圖18所示，其展開后長(zhǎng)度為1.2 m，收攏高度為0.1 m，外包絡(luò)圓直徑為0.5 m。

圖18 三棱柱伸展臂原理樣機(jī)Fig. 18 Principle prototype of triangular prism deployable mast

郭宏偉等[50-51]以四棱柱為模塊單元研制了一種索桿鉸接式伸展臂。該伸展臂由縱桿、橫桿、角塊、球鉸、拉索和鎖定裝置等結(jié)構(gòu)組成，如圖19所示。橫桿通過角塊連接成剛性平面，縱桿通過球鉸將上、下兩個(gè)剛性平面連接成一個(gè)模塊單元，上、下剛性平面可以相對(duì)伸展臂軸線轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)展開和收攏，完全展開后鎖定裝置將機(jī)構(gòu)鎖緊。研制了一個(gè)由20個(gè)單元組成的伸展臂原理樣機(jī)，展開后長(zhǎng)度為7.1 m，收攏率為4.6%。

圖19 索桿鉸接式伸展臂原理樣機(jī)Fig.19 Principle prototype of space cable-strut deployable articulated mast

徐國(guó)民等以四棱柱為模塊單元研制了一種剪叉式空間伸展臂[52]。單個(gè)模塊單元由4根直角橫桿和8根剪桿組成，4根直角橫桿通過凸榫和凹卯首尾相連接形成正方形框架，每個(gè)剪式鉸的兩端鉸接在正方形框架的一邊內(nèi)側(cè)壁上，機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過鎖定滑板中的圓柱銷實(shí)現(xiàn)各級(jí)剪叉單元的逐級(jí)互鎖，研制的原理樣機(jī)如圖20所示。

圖20 剪叉式伸展臂Fig. 20 Scissor deployable mast

陳務(wù)軍等對(duì)八面體桁架單元及其派生系所構(gòu)成的空間伸展臂進(jìn)行了研究[53-54]?；诳臻g機(jī)構(gòu)學(xué)和拓?fù)淅碚?，提出?種八面體及其派生桁架單元，開展了基本單元結(jié)構(gòu)特征評(píng)價(jià)。八面體基本單元主要由桿件、主動(dòng)索、被動(dòng)索等組成，結(jié)構(gòu)展開后形成一個(gè)桿件受壓、索受拉的自平衡張力體系。并基于該正八面體單元提出了一種伸展臂方案，該伸展臂展開長(zhǎng)度為4.4 m，收攏后高度為0.3 m，模塊單元及部分展開模型如圖21所示。

圖21 正八面體單元伸展臂Fig.21 Mast of octahedral truss

3.2 太陽翼

風(fēng)云一號(hào)衛(wèi)星是中國(guó)研制的第一代準(zhǔn)極地太陽同步軌道氣象衛(wèi)星，主要任務(wù)是進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)和全球環(huán)境監(jiān)測(cè)等。風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星上均采用了折疊式太陽翼。其中FY-1A衛(wèi)星[55]本體外側(cè)各安裝了三塊太陽能面板，單板的尺寸約為1.2 m×1 m，如圖22所示。FY-1D衛(wèi)星于2002年5月發(fā)射，共包含2個(gè)太陽翼，太陽翼對(duì)稱安裝在星體外側(cè)，每側(cè)包含4塊面板，展開后總長(zhǎng)度為10.5 m。

圖22 FY-1A衛(wèi)星的太陽翼Fig.22 FY-1A solar array

東方紅三號(hào)衛(wèi)星[56]是中國(guó)第一代采用三軸穩(wěn)定技術(shù)的通信衛(wèi)星，它包含兩個(gè)可展開式太陽翼，每翼由連接架、太陽板、展開機(jī)構(gòu)和壓緊釋放機(jī)構(gòu)等組成，基板以鋁蜂窩為芯層，以碳纖維為面板的夾層結(jié)構(gòu)，基板間采用鉸鏈進(jìn)行連接，并由渦卷彈簧提供驅(qū)動(dòng)力，完全展開后翼展達(dá)到18.1 m，結(jié)構(gòu)如圖23所示。

圖23 東方紅三號(hào)衛(wèi)星的太陽翼Fig.23 DFH-3 solar array

2011年9月，我國(guó)發(fā)射了第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室——天宮一號(hào)[57]，天宮一號(hào)上使用了兩個(gè)半剛性太陽翼，太陽翼采用了以玻璃纖維為主要材料的矩形半剛性基板和發(fā)電效率更高的三結(jié)砷化鎵電池片，每翼包含4片太陽能板，整翼展開后的總長(zhǎng)約為18 m，如圖24所示。

圖24 天宮一號(hào)上的太陽翼Fig.24 Tiangong-1 solar array

實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星[58-59]上攜帶了兩個(gè)展開面積最大，翼展最長(zhǎng)的太陽翼，每個(gè)太陽翼由6片太陽能板構(gòu)成，其中橫向4片，縱向2片。首次采用了二維二次展開方式，展開后兩邊各呈十字狀布局，整顆衛(wèi)星太陽翼展開后的長(zhǎng)度約為40米，如圖25所示。

圖25 實(shí)踐20號(hào)衛(wèi)星太陽翼Fig.25 SJ-20 solar array

簡(jiǎn)世康等基于傳統(tǒng)折扇原理，對(duì)扇形太陽翼進(jìn)行了研究[60]，開展了同步機(jī)構(gòu)、自鎖鉸鏈和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，并采用多體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真和分析。

左錫遠(yuǎn)等基于折紙機(jī)構(gòu)，開展了折紙?zhí)栆順?gòu)型研究[61]，對(duì)基板、連接架、鎖緊機(jī)構(gòu)等功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析等效方法，并建立了剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型。

廖波等為滿足多任務(wù)載荷對(duì)低軌微型衛(wèi)星的需求，發(fā)明一種模塊化微型衛(wèi)星平臺(tái)[62]，該衛(wèi)星兩個(gè)側(cè)面各有1個(gè)太陽翼，每翼由兩個(gè)基板組成，每個(gè)基板采用內(nèi)嵌高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料框架和鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，尺寸為0.28 m×0.5 m，基板采用鉸鏈連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

3.3 空間可展開天線

關(guān)富玲等研制了一種四面體構(gòu)架式可展開天線[63-64]。該天線以四面體模塊為基本單元，每個(gè)模塊由6個(gè)桿件和4個(gè)十字花盤形鉸鏈組成，6個(gè)桿件里有3個(gè)腹桿不可折疊，另外3個(gè)桿件的中部安裝有驅(qū)動(dòng)鉸鏈，在鉸鏈上安裝有渦卷彈簧，利用機(jī)構(gòu)折疊時(shí)，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)展開。研制了一個(gè)縮比原理樣機(jī)，展開狀態(tài)下的口徑和高度為2.1 m×0.58 m，收攏狀態(tài)的直徑和高度為0.09 m×0.55 m，其結(jié)構(gòu)如圖26所示。

圖26 可展開桁架天線樣機(jī)Fig. 26 Principle prototype of deployable truss antenna

田大可等提出了一種模塊化構(gòu)架式可展開天線[65-66]，如圖27所示。該天線由7個(gè)六棱柱模塊單元組成，每個(gè)模塊又由6個(gè)以模塊為中心，呈輻射狀均布的肋單元組成，肋單元是最小的模塊單元。在模塊的中心桿上安裝有主驅(qū)動(dòng)彈簧，在下弦桿上安裝輔助驅(qū)動(dòng)彈簧。設(shè)計(jì)了展開緩釋裝置，通過電機(jī)控制機(jī)構(gòu)展開的速度。所研制的原理樣機(jī)展開尺寸為3.1 m×3 m，收攏后的直徑和高度約為0.3 m×0.7 m。

圖27 模塊化構(gòu)架式可展開天線樣機(jī)Fig. 27 Principle prototype of modular deployable truss antenna

史創(chuàng)等提出一種雙層環(huán)形桁架式可展開天線[67-68]。該機(jī)構(gòu)由內(nèi)、外兩層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)、連系桁架機(jī)構(gòu)和索網(wǎng)反射面等結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)、外層可展開機(jī)構(gòu)均由曲柄滑塊式機(jī)構(gòu)模塊組成，在每層機(jī)構(gòu)內(nèi)部安裝有彈性鉸鏈和圓柱彈簧，作為機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源。連系桁架機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)外層機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)，從而保證雙層環(huán)形天線實(shí)現(xiàn)展開與收攏。為了研究機(jī)構(gòu)的特性，研制了一個(gè)展開口徑為2 m的單層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)樣機(jī)，如圖28所示。

圖28 單層環(huán)形桁架機(jī)構(gòu)樣機(jī)Fig.28 Principle prototype of single-layer ring deployable antenna

北京理工大學(xué)與中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院聯(lián)合研制了一種空間環(huán)形桁架式可展開天線[69-70]，如圖29所示。該天線以平行四邊形機(jī)構(gòu)為模塊單元，主要由橫桿、豎桿、斜腹桿及拉索等組成，利用四邊形對(duì)角線可伸縮的特點(diǎn)，采用電機(jī)收回斜腹桿內(nèi)部的拉索而實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)展開。2015年9月，該天線成功應(yīng)用到我國(guó)通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星一號(hào)，天線展開后的口徑為15.6 m，天線成功展開，工作狀態(tài)良好。

圖29 環(huán)形桁架式可展開天線Fig. 29 Hoop deployable truss antenna

郭金偉等基于3RR-3RRR四面體組合單元和基于3RR-3URU四面體對(duì)稱組合單元分別提出了兩種新型模塊化可展開天線機(jī)構(gòu)[73-74]，應(yīng)用螺旋理論和G-K公式計(jì)算了機(jī)構(gòu)的自由度，并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真分析，最后研制了一套基于3RR-3URU四面體對(duì)稱組合單元樣機(jī)，如圖30所示。

圖30 模塊化可展開天線機(jī)構(gòu)Fig.30 Modular deployable antenna mechanism

4 模塊化空間折展機(jī)構(gòu)發(fā)展展望

隨著空間科學(xué)技術(shù)及應(yīng)用的不斷發(fā)展和深入，空間折展機(jī)構(gòu)在各項(xiàng)航天工程中必將發(fā)揮日益重要的作用。因此，結(jié)合國(guó)內(nèi)外此領(lǐng)域的研究進(jìn)展，對(duì)模塊化空間折展機(jī)構(gòu)未來的發(fā)展提出以下展望。

4.1 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

空間折展機(jī)構(gòu)是機(jī)構(gòu)學(xué)的一個(gè)重要分支，是機(jī)構(gòu)學(xué)在航天領(lǐng)域的新發(fā)展和新應(yīng)用。現(xiàn)有模塊化空間折展機(jī)構(gòu)的構(gòu)型大多為桁架式剛性、半剛性結(jié)構(gòu)，模塊的形狀主要有三棱柱、四棱柱、四邊形、四面體和六棱柱等，構(gòu)型的種類和數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)質(zhì)量體積比較大，難以滿足未來的發(fā)展需求，還需要在以下幾個(gè)方面開展深入研究。

1)機(jī)構(gòu)綜合方法。機(jī)構(gòu)綜合是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新的動(dòng)力和源泉，針對(duì)模塊化結(jié)構(gòu)和宇航空間機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)綜合、運(yùn)動(dòng)綜合和動(dòng)力綜合等方面開展系統(tǒng)性研究，提出滿足模塊化空間折展機(jī)構(gòu)要求的收納率更高、拓?fù)涮匦愿玫男碌臋C(jī)構(gòu)綜合方法。

2)輕量化設(shè)計(jì)。現(xiàn)有桁架式折展機(jī)構(gòu)可以保證機(jī)構(gòu)展開后具有較高的強(qiáng)度和剛度，但隨著機(jī)構(gòu)大型化發(fā)展，結(jié)構(gòu)本體的質(zhì)量將急劇增大。因此，應(yīng)深入開展柔性材料、薄膜材料、智能復(fù)合材料等新材料的研究和應(yīng)用。同時(shí)，采用現(xiàn)代仿生智能優(yōu)化算法等開展結(jié)構(gòu)及動(dòng)力源配置的優(yōu)化研究。

3)多構(gòu)型模塊組合設(shè)計(jì)。三棱柱和四棱柱模塊化折展機(jī)構(gòu)具有單項(xiàng)拓?fù)湫院?、展開剛度高等優(yōu)點(diǎn)，四面體和六棱柱模塊則利于發(fā)展成三維空間曲面機(jī)構(gòu)。隨著航天任務(wù)趨于復(fù)雜化，必將要求未來的折展機(jī)構(gòu)具有多功能和高效率屬性，因此，應(yīng)將各構(gòu)型模塊有機(jī)聯(lián)系起來，更好地發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，將不同構(gòu)型進(jìn)行組合，開展多構(gòu)型模塊組合設(shè)計(jì)。

4.2 地面微重力試驗(yàn)及仿真

模塊化折展機(jī)構(gòu)按照展開后結(jié)構(gòu)的維度分為3個(gè)大的類型，每個(gè)大類又包括若干種構(gòu)型。目前在地面微重力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和模擬試驗(yàn)方面多采取定制方式開展，使得研制成本較高、周期較長(zhǎng)、通用性較差。同時(shí)，未來折展機(jī)構(gòu)的尺度將朝著百米級(jí)、公里級(jí)方向發(fā)展，對(duì)地面微重力模擬研究提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，以下幾個(gè)方面值得進(jìn)一步研究。

1)模擬系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)。深入挖掘各類型模塊化折展機(jī)構(gòu)在展開原理、拓展規(guī)律、鎖定方案等方面的聯(lián)系，系統(tǒng)性地開展微重力模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使其盡可能多的兼容不同大類、不同構(gòu)型模塊化折展機(jī)構(gòu)的使用需求，建立具有通用性好、擴(kuò)展性強(qiáng)、模擬精度高的微重力模擬綜合試驗(yàn)平臺(tái)。

2)縮比驗(yàn)證研究。隨著模塊化折展機(jī)構(gòu)大型化發(fā)展，微重力模擬系統(tǒng)的尺寸也將隨之增大，如何開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性將變得非常困難。因此，應(yīng)先在縮比樣機(jī)方面開展研究，提出折展機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)縮放設(shè)計(jì)方法，同時(shí)，可以在建立等效機(jī)構(gòu)模型、子模型、子系統(tǒng)以及半物理試驗(yàn)等多個(gè)方面開展研究。

3)系統(tǒng)仿真研究。模塊化折展機(jī)構(gòu)的研制及試驗(yàn)是研制任務(wù)中最重要、最有說服力的一個(gè)環(huán)節(jié)，但它具有后驗(yàn)性，若發(fā)現(xiàn)重大問題將影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度和成敗。因此，應(yīng)在項(xiàng)目研制初期的方案論證和方案設(shè)計(jì)階段開展系統(tǒng)仿真研究，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，提出滿足精度要求的、快速的系統(tǒng)仿真方法，建立系統(tǒng)仿真模型，盡早發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)方案中存在的顛覆性問題，保證項(xiàng)目順利實(shí)施。

4.3 空間在軌裝配技術(shù)

隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展，大型化成為空間折展機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要發(fā)展方向，諸多重大航天工程對(duì)展開尺度為幾十米、上百米，甚至數(shù)百米的空間折展機(jī)構(gòu)的需求變得非常緊迫。在軌裝配技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、快速部署航天器的有效途徑之一，是推動(dòng)大型、超大型航天器發(fā)展和應(yīng)用的重要手段。美國(guó)、歐空局等航天大國(guó)已將其作為未來航天器發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。模塊化空間折展機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)獨(dú)立性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性及互換性好，為實(shí)現(xiàn)在軌裝配提供了有利條件，但目前技術(shù)尚不成熟，還需要開展以下探索研究。

1)快速裝/拆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)。大型模塊化空間折展機(jī)構(gòu)在軌裝配必將是無人參與的自主裝配，需要研究可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)快速裝配、拆卸的連接接口，并保證接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠，同時(shí)應(yīng)具有一定的防錯(cuò)、容錯(cuò)及調(diào)整能力。

2)空間機(jī)械臂設(shè)計(jì)技術(shù)?？臻g機(jī)械臂是實(shí)現(xiàn)模塊化空間折展機(jī)構(gòu)在軌裝配的一種關(guān)鍵的航天裝備，研究與模塊化空間折展機(jī)構(gòu)構(gòu)型、尺度相適應(yīng)的，具有工作半徑大、定位精度高、操作靈活性好、自主分析能力強(qiáng)的空間機(jī)械臂主臂結(jié)構(gòu)。研究單臂多手、多臂多手及剛?cè)釓?fù)合手等智能化、集成化新型機(jī)械手爪技術(shù)及可靠、穩(wěn)定抓捕方法。

3)裝配層級(jí)和邏輯研究。模塊化空間折展機(jī)構(gòu)模塊數(shù)量多、拓?fù)潢P(guān)系復(fù)雜，在裝配過程中，需要研究如何劃分結(jié)構(gòu)裝配的層級(jí)，例如可以劃分為單模塊、單構(gòu)型成組、多構(gòu)型成組等不同的裝配層級(jí)，同時(shí)還需要對(duì)模塊安裝的位置、順序等開展研究，從而提高裝配的效率和合理性。

4.4 空間在軌建造技術(shù)

未來超大尺度空間折展機(jī)構(gòu)收攏后的尺度將遠(yuǎn)大于運(yùn)載火箭的有效包絡(luò)空間?，F(xiàn)階段的地面制造、在軌展開，未來中短期的分批發(fā)射、在軌裝配的模式難以滿足長(zhǎng)期發(fā)展的需求，在軌建造可以突破運(yùn)載火箭包絡(luò)空間的限制，有效降低發(fā)射成本，實(shí)現(xiàn)超大尺度空間折展機(jī)構(gòu)的在軌設(shè)計(jì)，是未來大型航天器設(shè)計(jì)的一項(xiàng)顛覆性技術(shù)。目前，國(guó)際上已初步實(shí)現(xiàn)了在軌零部件的建造，但作為新興技術(shù)尚處于起步階段，應(yīng)當(dāng)圍繞“造得出、造得精、用得久”三個(gè)方面開展更深入的預(yù)先研究。

1)空間3D打印技術(shù)?？臻g環(huán)境具有大溫差、高真空、微重力等極端復(fù)雜、惡劣的特點(diǎn)，研究適應(yīng)空間環(huán)境的空間3D打印技術(shù)，將新材料、功能材料與增材制造進(jìn)行交叉融合，并將生命科學(xué)、生物技術(shù)融入到制造中，使制造富有“生命力”，實(shí)現(xiàn)自感知、自決策和自執(zhí)行，在空間中打印出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的核心零部件以及全尺寸的大型折展結(jié)構(gòu)。

2)高精度建造技術(shù)。模塊化空間折展機(jī)構(gòu)是高精密航天裝備，其本身的結(jié)構(gòu)精度對(duì)空間任務(wù)的執(zhí)行有著重要的影響。發(fā)展精準(zhǔn)成形制造技術(shù)，在打印機(jī)制備、打印速度、吐絲參數(shù)等方面開展研究，制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高性能、高精度的零部件，實(shí)現(xiàn)形狀、性能精準(zhǔn)可控，降低零部件質(zhì)量，提高材料利用率、縮短制造流程。

3)長(zhǎng)壽命及綠色制造技術(shù)。模塊化空間折展機(jī)構(gòu)服役期通常為3～5年，有的則長(zhǎng)達(dá)10年之久，因此對(duì)結(jié)構(gòu)的壽命提出了更高的要求。研究保質(zhì)設(shè)計(jì)及制造方法，保證建造出的結(jié)構(gòu)在全壽命周期內(nèi)具有高品質(zhì)、高效能，使用壽命精準(zhǔn)可預(yù)測(cè)。同時(shí)，發(fā)展空間綠色制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零部件制造過程、使用過程與回收再利用的綠色化，減少太空垃圾。

5 結(jié)論

本文對(duì)模塊化空間折展機(jī)構(gòu)領(lǐng)域的研究進(jìn)行了概述，重點(diǎn)對(duì)伸展臂、太陽翼和空間可展開天線等三類折展機(jī)構(gòu)中具有模塊化特征的構(gòu)型進(jìn)行了介紹，分析了模塊化空間折展機(jī)構(gòu)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，并從4個(gè)方面對(duì)該領(lǐng)域未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。得到如下主要結(jié)論：

1)目前，模塊化空間折展機(jī)構(gòu)以剛性、半剛性桁架式結(jié)構(gòu)為主，由于其具有技術(shù)成熟、剛性好等優(yōu)點(diǎn)，在短期內(nèi)仍將是折展機(jī)構(gòu)研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。柔性材料收納率高、質(zhì)量輕，具有良好的發(fā)展?jié)摿?，在模塊化折展機(jī)構(gòu)應(yīng)用中的比例將逐漸增加，未來有望取得突破性進(jìn)展。

2)由模塊化空間折展機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展可見，中國(guó)在該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，多款大尺度模塊化折展機(jī)構(gòu)已實(shí)現(xiàn)在軌應(yīng)用。但機(jī)構(gòu)構(gòu)型的原始創(chuàng)新性不足，還需要在基礎(chǔ)性、前沿性、交叉性等方面開展深入的研究，提高中國(guó)空間技術(shù)的原始創(chuàng)新能力。

3)未來5～10年，中國(guó)將陸續(xù)實(shí)施火星深空探測(cè)、新型載人飛船、長(zhǎng)期在軌空間站、巡天望遠(yuǎn)鏡、太陽極軌望遠(yuǎn)鏡等一批國(guó)家重大航天工程，大型模塊化空間折展機(jī)構(gòu)將面臨前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，打牢工程試驗(yàn)根基，將是提高我國(guó)空間科學(xué)技術(shù)核心競(jìng)爭(zhēng)力的根本。