用动态仿真进行连接

在开发用于空间机构的过程中，工程师面临的最重要的挑战之一是在微重力条件下测试原型。密西根航空航天公司开发了自主卫星对接系统（ASDS），以允许维修车辆在卫星上执行软捕获操作，在捕获周期施加最小的力，同时允许航天器之间具有最大的偏移公差。对接通过从航天器伸出柔性软对接电缆和位于目标航天器上的圆锥形对接器完成。

地球引力的作用不可避免地导致电缆中在空间中不存在的反应。为了正确评估外层空间电缆的动力学行为，密歇根航空航天公司对微重力的影响进行了计算动态机仿真。

动态仿真仿真机制中采用一组反应方程来表征系统各个部件件之间的相互作用，每个部件都视为刚体。根据DARPA（国防高级研究计划署）轨道快速程序，ASDS机制最初在微重力条件下使用MSC.Software的MSC.ADAMS建模和仿真。虚拟原型实现了在各种接近角度的对接。

为了验证模型，在位于阿肯色州亨茨维尔市的马歇尔太空飞行中心的空气支撑地面设施中进行了ASDS机制的原型设计和测试。一旦仿真结果和实际数据之间显示良好的相关性，该模型就用于预测ASDS机制在轨道快速程序的几个潜在航天器的未来性能。

紧随这项研究，在美国空军（USAF）研究实验室航天局与Microcosm公司联合管理的一个单独的计划下，动态仿真被更新并应用于捕获和对接更小的微卫星。因为涉及的质量较小，ASDS机制的可扩展性是不确定的。为此，进行一系列微卫星仿真。 结果表明，ASDS系统适用于多种尺寸的空间物体。

（AMDS实验在KC-135机载测试实验室中进行，复现了微重力对机载实验的影响。）

依照USAF / Microcosm协议，构造了一个较小的自主微型卫星对接系统（AMDS）的原型，并在KC-135微重力飞行中飞越在德克萨斯州休斯敦的美国空军减重试验基地。在这个机载测试实验室中，微重力的影响在车载实验中实地复现。装载测试设备的飞机运行大约25μs的零点的倒置抛物线飞行轨迹。其它飞行路径可以短时间复现月球，火星或负重力。

KC-135飞行试验在广泛的规模上反复验证了AMDS机制，ASDS系统概念可在微重力环境中工作。飞行测试结果与MSC.ADAMS计算机模型的预测结果比较表明两者来具有高度相关性。

作为动态计算机模型的进一步验证，采用来自Function Bay，Inc.的RecurDyn软件用于执行相同的仿真。 因为RecurDyn使用不同的计算方法来求解动态行为，所以它提供了一个良好的外部参考来验证模型中使用的假设是否有效。采用来自Dassault Systemes的SolidWorks用于开发生产机构的模型，将实体直接导入到RecurDyn。新的求解程序在大约三分之一的时间内运行，几乎相同的结果。