Система орієнтації космічного приладу
Система орієнтації космічного апарату
Система орієнтації космічного апарату: призначення і завдання
Система орієнтації космічного апарату (КА) є важливою бортовою системою, яка відповідає за підтримку певного положення осей апарату відносно заданих напрямків. Необхідність її використання зумовлена такими завданнями:
- Стабілізація КА та запобігання втраті орієнтації в космічному просторі;
- Наведення апарату на задані цілі (небесні тіла, інші космічні апарати);
- Забезпечення належних умов функціонування бортової апаратури та систем КА;
- Виконання наукових і прикладних завдань, таких як зйомка поверхні планет або зіркове спостереження.
Типи систем орієнтації
Системи орієнтації КА розрізняють за принципом дії:
Активні (діючі):
- Інерційні (гіроскопічні);
- Зоряні;
- Радіотехнічні (ультрафіолетові та оптичні);
- Магнітні.
Пасивні (реагуючі):
- Гравітаційні;
- Сонячні.
Принципи роботи систем орієнтації
Інерційні системи використовують гіроскопи, які вимірюють кутову швидкість обертання апарату. На основі цієї інформації визначається орієнтація осей КА у просторі.
Зоряні системи використовують датчики, які відстежують положення зірок. Інформація про положення зірок зіставляється з відомою зоряною картою, що дозволяє визначити орієнтацію КА.
Радіотехнічні системи використовують сигнали від штучних або природних джерел радіовипромінювання для визначення напрямку на них.
Магнітні системи використовують магнітометри для вимірювання напрямку магнітного поля Землі або інших космічних тіл.
Гравітаційні системи використовують датчики сили ваги для визначення положення КА відносно центра мас небесного тіла (наприклад, для утримання на орбіті).
Сонячні системи використовують датчики, які відстежують положення Сонця. Інформація про положення Сонця використовується для визначення орієнтації КА.
Елементи системи орієнтації
Система орієнтації КА зазвичай складається з наступних елементів:
- Датчики положення (інерційні, зоряні, радіотехнічні, магнітні тощо);
- Виконавчі пристрої (рухові установки, маховики, сонячні вітрила);
- Бортовий обчислювальний комплекс (для обробки інформації від датчиків та управління виконавчими пристроями);
- Джерела живлення (для енергозабезпечення системи орієнтації).
Застосування систем орієнтації
Системи орієнтації використовуються в різних космічних апаратах, зокрема:
- Штучні супутники Землі (для стабілізації та наведення);
- Автоматичні міжпланетні станції (для орієнтації на планети та інші космічні тіла);
- Космічні обсерваторії (для точної наводки на небесні об'єкти);
- Пілотовані космічні кораблі (для забезпечення безпеки екіпажу та виконання поставлених завдань).
Система орієнтації є критичною для успішного виконання місій КА. Вона забезпечує підтримку та зміну орієнтації апарату, створюючи необхідні умови для функціонування його систем і виконання завдань у космосі.
Часто поставлені запитання
1. Які системи орієнтації зазвичай використовуються на супутниках Землі?
Відповідь: Інерційні, зоряні та радіотехнічні системи.
2. Який тип системи орієнтації забезпечує найточнішу орієнтацію?
Відповідь: Зоряна система.
3. Як системи орієнтації використовуються в пілотованих космічних кораблях?
Відповідь: Для забезпечення орієнтації під час маневрів, виходу у відкритий космос та для безпечного повернення на Землю.
4. Який принцип використовується в гравітаційних системах орієнтації?
Відповідь: Вимірювання сили ваги для визначення положення КА відносно центра мас небесного тіла.
5. Які фактори впливають на конструкцію та вибір системи орієнтації для конкретної космічної місії?
Відповідь: Точність орієнтації, маса, енергоспоживання та бюджет місії.
Опубліковано