卫星是当今世界用于探索外太空的主要工具,微小卫星由于其体积小、重量轻、功能密度大、成本低,具有十分良好的发展前景,已经成为了世界主流。发射微小卫星主要依靠搭载和一箭多星的方式,受限于火箭的空间预留和运载能力,卫星的重量和尺寸有着较为严格的要求。对卫星成本而言,其发射成本占总成本的30%~40%,发射成本和研发成本都与卫星质量息息相关,其中占卫星质量比重较大的是结构分系统。它是卫星的重要组成部分,为各分系统提供支撑,承受和传递载荷。卫星结构的集成程度和构型方案的选择对卫星的质量有十分大的影响,通过改变构型方案实现结构轻量化是结构设计过程中面临的重要难题。为了解决轻量化的难题,减少卫星的研制和发射成本,对卫星的构型进行了设计和优化。首先用仿生设计的方法从海月水母形态中提取了基本构型,确立了依靠曲面结构增强结构稳定性的基本思路,分析了卫星失稳的主要要因,理论推导表明了思路的正确性。然后,对卫星布局设计,确定了卫星的基本模型,依靠灵敏度分析阐明了曲面结构优良的动力学稳定性,结构质量占比的降低表明了仿生构型的轻量化效果显著。最后,建立并简化了卫星有限元模型,分析了卫星的静力学和动力学特性,结果表明各项指标满足设计要求,验证了结构的可靠性和安全性。综合理论推导和有限元分析的结果,可以认为仿水母构型能行之有效的应用于卫星构型设计当中,这种设计的结果满足卫星发射条件。仿水母构型的设计方案能给相似功能的卫星带来新的设计灵感。