Upload
peigi
View
37
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Vy púšťanie , Orbit á lne efekty a s atelit né s ubsyst é m y Joe Montana IT 488 - Fall 2003. Agenda. Satelit né s ubsyst é m y. SUBSYST É M Y SATELITOV. Polohový a orbit á l ny riadiaci s yst é m (AOCS- Attitude and Orbital Control System ) - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
1
Vypúšťanie, Orbitálne efekty a satelitné subsystémy
Joe MontanaIT 488 - Fall 2003
2
Agenda
• Satelitné subsystémy
3
SUBSYSTÉMY SATELITOVPolohový a orbitálny riadiaci systém (AOCS-Attitude and Orbital Control System)Telemetria, Trasovanie a Riadenie (TT&C-Telemetry, Tracking and Command )NapájanieKomunikačný systémAntény
Častejšie označované ako TTC&M - Telemetria, Trasovanie, Riadenie, a Monitoring
V nasledujúcich častiach si ich jednotlivo preberieme
4
AOCS
AOCS je potrebné, aby sme satelit dostali a udržali na správnej orbite
Orbitálne umiestnenieOrbitálna údržbaJemné smerovanie
Hlavné častiPolohový Riadiaci Systém ACSOrbitálny Riadiaci Systém OCS
Následne sa pozrieme
5
UMIESTNENIE NA ORBITE - GEO
Vysoko-výkonný motor pre odštartovanie k apogeu
Pár minút, symetricky okolo apogea
Nízko-výkonové AOCS Desiatky minút trvajúce až viac ako jednohodinové zážehy, symetricky okolo apogeaPoužíva duálne pomocné rakety; t.j. rakety používané pre oboje, dosiahnutie orbity a riadenie polohy.
Dva základné typy GEO umiestňovania:
6
ORBITÁLNA ÚDRŽBA - 1
Musí riadiť umiestnenie v GEO a pozíciu v rámci zoskupenia satelitovSatelity je potrebné manévrovať IN-PLANE (V-Z) a OUT-OF-PLANE (S-J) pre udržanie na správnej orbiteLEO systémy menej ovplyvňované slnkom a mesiacom, môžu potrebovať viac orbitálno-fázového riadenia
7
ORBITÁLNA ÚDRŽBA - 2GEO stanice - tryskami upravujú polohu každé 4 týždne o 0.05o
Robia to striedavo S-J a V-ZS-J požaduje 10 V-Z energieSpomínané postupy používajú rozdielne trysky pre V-Z a S-J
8
JEMNÉ SMEROVANIESatelit musí byť stabilizovaný, kvôli zabráneniu mutácií (kolísavé zmeny polohy pri
pohybe Zeme okolo vlastnej osi)Existujú dve základné formy polohovej stabilizácie
Telesová (rotačná) stabilizácia (rotovanie, ako INTELSAT VI)Trojosová stabilizácia (ako ACTS, GPS, atď.)
9
DEFINÍCIA OSÍ- 1
Os rotácieOtáčanie okolo dotyčnice k orbitálnej rovine (S-J na Zemi)
Os výšky Pohyb okolo osi kolmej k orbitálnej rovine (V-Z na Zemi)
Os vychýlenia (yaw- axis)Pohyb okolo spojnice so Zemou
10
DEFINÍCIA OSÍ- 2
Os rotácie
Os výšky
Os vychýlenia
Zem
Rovník s
o
11
TTC&M
Hlavné funkcieHlásenie stavu satelituMonitorovanie riadiacich funkcií
Zisťovanie parametrov orbity
Sekvencia činností pri spusteníRiadenie pomocných trysiekRiadenie užitočného zaťaženia (komunikácia atď.)
TTC&M -Telemetry, Tracking, Command, and Monitoring - je často bojom medzi Operáciami (ktoré chcú monitorovať každú maličkosť) a Inžinierstvom, ktoré chce udržať dátové kanály na minime.
12
TELEMETRIA - 1
Monitoruje všetko dôležitéTeplotaNapätieElektrický prúdSenzory
Prenos údajov na ZemZáznamenávanie dát v TTC&M staniciach
Poznámka: Dáta sú zvyčajne multiplexované podľa stupňa priority. Existujú dva módy telemetrie.
13
TELEMETRIA - 2
DVE FÁZY, ALEBO MÓDY TELEMETRIE
Smerujúca mimo Zeme• Počas vypúšťacej fázy• Počas “Bezpečného módu” operácie, keď
satelit stráca smerovacie dáta
Smerujúca na Zem• Počas niektorých častí vypúšťacej fázy • Počas rutinných operácií
Poznámka: pre kritické telemetrické kanály
14
TRACKING – sledovanie trajektórieOpakované merania rozsahuMeria pomocou rádiového majáka (Doppler), alebo komunikačného kanála. Výpočet orbitálnych elementovPlánované body - udržiavacie manévreKomunikácia s hlavnou kontrolnou stanicou a používateľmi
15
RiadeniePočas štartovacej sekvencie
Zapnutie pohonuRozostavenie antén a solárnych článkovNasmerovanie antén požadovaným smerom
Na orbiteUdržiavanie teplotnej rovnováhy satelituKontrola zaťaženia, trysky, atď.
16
Pohonné systémy - 1
SOLÁRNE ČLÁNKY1.39kW/m2 energia získaná zo slnkaEfektivita článku 10 – 15% (BOL-Beginning Of Life-na začiatku životnosti)Efektívnosť článku 7-10% (EOL- End of Life - na konci životnosti)
Výkon solárnych článkov klesá s narastajúcou teplotou.
2mV/°C; trojosová stabilizácia - sa ohrieva viac (menej efektívne), ako rotačné stabilizovanie
17
Potreba akumulátorovPočas štartovacej fázyPočas zatmenia (<70minút)
Obmedzenia akumulátorovNiCd 50% DOD (Depth-Of-Discharge - úroveň vybitia)NiH2 70% DOD
Pohonný systém - 2
Poznámka: ISS používa 110V zbernicu a bude potrebovať 110 kW; 30 minútové zatmenie za deň; 55 kW potrebných z akumulátora.
Riešenie: používanie palivových článkov
18
Pohonný systém - 3
Akumulátory sú “aktivované” pred každým zatmením.
Akumulátory sa vybíjajú po limitAkumulátory sa opätovne nabíjajú
Typický NiH2 vydrží približne 30,000 cyklov (postačujúce pre GEO; 5 rokov pre LEO)
19
Komunikačný SUB-SYSTÉM
Hlavná funkcia komunikačného satelitu (všetky ostatné subsystémy sú pre jeho podporu).Iba zdroj príjmovNavrhnutý pre maximálnu prenosovú kapacituDownlink je zvyčajne kritický(obmedzený výstupný výkon, limitovaná veľkosť antény).Staršie satelity boli energeticky limitovanéVäčšina dnešných satelitov je limitovaných šírkou prenosového pásma.
20
Satelitné antényJednoduché: Globálny lúč, ~17O WID
nízky zisk, nízka kapacita
Regionálna: Úzky vyžarovací lúč z reflektorov antény,
Typický 3o 3o, alebo 3o 6o
Zdokonalené: Viacero úzkych lúčov: stacionárne, SCANNED (skenovacie) , alebo
“HOPPED” (skokové)
21
Typy antén
Lievikováúčinná, nízky zisk, široký lúč
Reflektorovávysoký zisk, úzky lúč, môže byť
použitá v kozme
Fázované anténne poleZložitéRiadené elektronicky