Altair Taiwan Blog

為何此前人類對月球的登陸任務都集中在月球正面？

在此之前，人類對月球的登陸任務都集中在月球正面，卻從未到達過背面，其中一大難點就是信號無法直接穿過月球本體到達背面，只能通過架設中繼衛星的方式實現與月球背面的衛星通信。

中繼衛星實現月球背面通信圖解

此次嫦娥四號任務中的信號傳輸，就是通過在2018年5月發射的鵲橋號中繼衛星達成的。該衛星為了進入預定的軌道，中途需要經歷多次變軌，技術難度較大，對於衛星設計的各項指標都提出了非常嚴格的要求，輕量化 就是其中一項。

鵲橋號中繼衛星工作軌道位於深空高軌，且還有兩個微小衛星搭載發射，動量輪支架屬於該衛星上重量較重的元件之一，為了實現減重，需要對斜裝動量輪支架展開輕量化設計。

運用Altair Inspire進行拓撲優化設計

航太東方紅衛星有限公司通過應用Altair公司的Altair Inspire對衛星斜裝動量輪支架進行優化及改進設計，將設計思路由原來的“先設計產品結構再校核產品性能”轉變為“先確定產品性能，再通過拓撲優化手段得出產品最終結構”，為衛星斜裝動量輪支架的結構方案選型提供了依據。

衛星斜裝動量輪支架拓撲優化輸出結果

Altair Inspire自帶PolyNURBS功能，增材製造實現更容易

增材製造具有流程短、適合複雜結構等特點，給材料和結構設計者提供了豐富的想像空間，使傳統製造技術難於實現的結構變得易於實現，本次衛星斜裝動量輪支架優化設計的製造方式就選用了增材製造技術。。

在衛星斜裝動量輪支架建模中，設計工程師就應用了Altair Inspire中的PolyNURBS模組中的包覆、橋接、分割、布耳運算等功能，對拓撲優化設計結果進行重構。從衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析結果可知，基頻滿足剛度要求；校驗材料為AlSi10Mg（3D列印常用）；應力小於屈服強度，裕度大於1，強度設計滿足要求。

衛星斜裝動量輪支架3D列印設計模型及列印成品