中心辐射式（Hub-and-spoke）
本文编辑来源：胡敏, 肖金伟, 张天天, 陶雪峰 (2026) "面向中高轨小卫星批量部署的轨道转移飞行器任务规划"
定义
中心辐射式（Hub-and-spoke）是一种空间物流与部署架构，其中轨道转移飞行器（OTV）作为"太空巴士"，与在轨驻留平台共轨驻留，从平台出发完成部署任务后必须返回平台补加工质、实施维护，以承接后续任务。
该架构是实现OTV可重复使用和构建高效费比空间物流体系的关键工程约束。
架构特点
核心组件
- 在轨驻留平台：与OTV共轨驻留的长期在轨平台
- 轨道转移飞行器（OTV）：执行具体部署任务的运输工具
- 目标轨道：各小卫星的工作轨道
- 小卫星：待部署的有效载荷
运行流程
胡敏等（2026）描述的运行流程：
- 运载火箭上面级将OTV送入目标工作区域附近的停泊轨道
- OTV与在轨驻留平台对接或共轨运行
- OTV从平台出发，按访问序列依次到达各目标工作轨道
- OTV在各目标轨道精确释放相应小卫星
- 完成一批部署后，OTV返回平台补加工质
- 循环执行直至完成全部部署任务
工程优势
| 优势 | 说明 |
|---|---|
| 可重复使用 | OTV返回平台可补加推进剂、实施维护 |
| 灵活部署 | 从统一平台出发，灵活应对多轨道面、多高度层部署需求 |
| 延长寿命 | 小卫星无需消耗自身工质，延长在轨服役寿命 |
| 高效费比 | 多次复用降低单位有效载荷运输成本 |
与传统模式对比
直接入轨模式
- 卫星直接由运载火箭送入目标轨道
- 成本高昂、发射周期长
- 难以灵活应对复杂部署需求
间接入轨模式（卫星自主机动）
- 火箭送至停泊轨道
- 卫星依靠自身推进系统机动至目标轨道
- 大量消耗小卫星自身宝贵的工质
- 显著缩短在轨服役寿命
中心辐射式OTV部署模式
- OTV作为运输中介
- 小卫星被动部署（无需自主机动）
- 平台补给实现OTV可重复使用
- 综合成本和灵活性最优
在中高轨部署中的适用性
中高轨特性
中高轨卫星星座具有以下特点：
- 覆盖性能优越：单星覆盖范围大
- 构型集中：卫星集中部署在特定轨道平面附近
- 部署难度大：轨道转移需要更多推进剂
中心辐射式解决方案
胡敏等（2026）的研究表明：
- OTV从平台出发可依次访问中高轨各目标轨道
- 平台补给确保OTV有足够工质完成任务
- 部署序列优化实现总成本最小化
- 工质节省可达25.8%（相比状态无关模型）
多OTV协同展望
研究指出，未来可探索多OTV协同的部署模式：
- 多艘OTV并行执行部署任务
- 协同规划进一步提高部署效率
- SDTSP模型是协同规划的核心基础
相关概念
- 轨道转移飞行器（OTV）
- 批量部署（Batch Deployment）
- 在轨驻留平台（Orbital Residence Platform）
- 状态依赖旅行商问题（SDTSP）
- 质量阶跃（Mass Discontinuity）
参考文献
- 胡敏, 肖金伟, 张天天, 陶雪峰. 面向中高轨小卫星批量部署的轨道转移飞行器任务规划[J]. 航天器工程, 2026, 25(3): 634-646.
- Baratof T, Toson E, Milza F, et al. Investigation of different strategies for access to space of small satellites on a defined LEO orbit[J]. Acta Astronautica, 2024, 222: 11-28.