Важность космических систем в суверенитете современного государства.

Прозвучало как статья для тезисов на какой нибудь пленарной секции. Но нет, сейчас просто о том, почему важны группировки с космические аппараты различного назначения.

Космические группировки аппаратов ДЗЗ с оптико-электронными комплексами, а также радарными.

Фотографирование определенной местности с высокой периодичностью (то есть возможностью получения снимка) позволяет государству контролировать свои приграничные территории, территории своих недругов и вообще подглядеть, что творится в огороде у соседей всегда интересно.

Например , недавно компания Planet Lab наложила запрет на покупку своих снимков с территорией ближнего востока в течение 14 дней после получения снимка.
Все всё понимают кому такие снимки продадут сразу и безоговорочно.

Спутники связи.

Это аппараты предназначенные для ретрансляции разных сигналов из точки А в точку В.

Здесь появляются комбинации:
1)обе точки могут быть движущимися
2) одна из точек стационарная, а другая движущаяся.
Это, конечно же, про дроны. Там где заканчивается зона радиовидимости,оператора дрона необходимо снабдить данными о положении за зоной радиовидимости. Космический аппарат здесь служит ретранслятором: сигнал управления идет сначала на спутник и со спутника передается на БПЛА.

Космическое приборостроение.

Возможность производить несколько космических аппаратов в месяц напрямую зависит от других предприятий, так как, любой космический аппарат, как и современный автомобиль, состоит из комплектующих от разных производителей. Единицы компаний производят все in-house. Логика проста: нет приборов - нет спутника.


Инженерная комната
Рамиль Гайнутдинов

А из чего вообще состоит космический аппарат?

Космический аппарат это большая и сложная система, которая состоит из подсистем.
Условно строение аппарата можно разделить на две составляющие:
бортовую служебную платформу и целевую нагрузку/аппаратуру.

О разных целевых нагрузок я уже писал ранее.
Поэтому поговорим о подсистемах.
Тут начинаются споры, так как все считают что их система важнее, потому что если что-то из их системы не заработает, то это означает провал всей миссии.
Например, если перестали работать маховики, то «пиши пропало».
А другие скажут, что отказ радиолинии приведет к провалу.

На самом деле правы и те и другие, по разным причинам.


Так как я занимался ее разработкой какое-то время, она пойдет первой.

Система ориентации и
стабилизации
космического аппарата.

Где то ее еще называют системой управления движением и навигацией.
В этом случае подразумевается возможность управления и центром масс, а не только относительно него.

Служит для:
1) Определения ориентации спутника в космическом пространстве;
2) Определения углового положения и угловых скоростей аппарата в пространстве
3) Обеспечивает изменение ориентации и последующую стабилизацию относительно центра масс.
4) Поддержания необходимой угловой скорости для различных режимов работы спутника.

Из чего состоит СОиС?

Это в первую очередь датчики :
-антенна спутниковой навигации
-солнечные датчики
-звездные датчики
-датчики ориентации на Землю
-гироскопический измеритель вектора угловой скорости

На основе телеметрической информации, полученной с датчиков, бортовой компьютер принимает решения о необходимых управляющих воздействиях на исполнительные органы, за счет которых и меняется положение аппарата относительно его центра масс.


Исполнительные органы в свою очередь можно разделить на два вида: пассивные и активные.

Пассивные - те, которые не требует энергии от аппарата и работают за счет взаимодействия с окружающей средой. Это могут быть гравитационные штанги работающие как утяжелители, которые отклоняют продольную ось аппарата перпендикулярно Земле.
Активные - все остальные. И здесь много вариантов того как можно рулить спутником:

Двигатели-маховики/гиродины

Управление происходит за счет инерции.

Электромагнитные катушки.

Управление происходит за счет взаимодействия с электромагнитным полем Земли, за счет чего и появляется управляющий момент.

Реактивные двигатели (двигатели малой тяги, двигатели ориентации и стабилизации).

Управление происходит с помощью создания реактивного момента.



В следующих постах о других системах.
Инженерная комната
Рамиль Гайнутдинов

Обзор новых рассветов или почему теперь аппараты Бюро 1440 выглядят так?

В сети появились концепты/рендеры (фото 1 и 2) того, как теперь выглядят спутники целевой группировки широкополосного доступа (в простонародье как у Илона Маска).

Как же тут не поковыряться и не посмотреть, что есть интересного?

В первую очередь, можно увидеть очевидное сходство с аппаратами группировки Starlink по многим факторам (фото 4).


Необходимо упомянуть, что первые две миссии были посвящены тестированию систем самого аппарата: лазерная межспутниковая связь, двигательная установка, система ориентации, командная радиолиния и т.п.


После того, как команда подтвердила, что их аппарат в задуманном варианте работает как нужно и выполняет целевую задачу, а именно связь в виде «абонент-спутник-спутник-абонент», Бюро начало развертывание группировки с 16 аппаратов (а сколько грязи, к сожалению, то в новостях было).


Предлагаю начать с двигательной установки.
Пару лет назад на королевских чтениях в МГТУ на первом рассвете был заявлен запас характеристической скорости в 1 км/с для разных экспериментов по поддержанию орбиты, фазированию и маневрированию на орбите. Сейчас уверен этот запас явно больше в виду увеличения массы аппарата и продления срока активного существования.
На последних аппаратах топливный бак расположен по середине с лицевого торца между двумя терминалами лазерной связи.
ДУ кстати плазменная.


Терминалы лазерной связи. Можно только утверждать, что судя по внешнему виду они как-то изменились в конструкции.
Возможно, увеличена маневренность поворотного устройства. При этом кажется увеличилось и их количество - с двух до трех-четырех.



В системе ориентации и стабилизации видны 4 маховика расположенные под углом относительно друг друга для резервирования возможности вращения по трем осям.
Можно увидеть 4 звездных датчика, расположенных с двух боковых торцов для дублирования и для закрытия полной сферы обзора в 360 градусов.

Антенны. Самая важная часть этого аппарата. Из концепта видно 8 активно-фазированных антенных решеток, расположенных под разными углами.
Думаю с помощью них как раз в будущем и будет осуществляться передача интернета на наземные терминалы(абоненты). Почему под углом? Возможно, для равномерного покрытия зон сотовой связи и бесшовной передачи/хэндовера.

По бокам две тарельчатые антенны похожи на Ku/Ka диапазон.
Две для резервирования. Скорее всего используются для передачи командно-телеметрической информации.


Солнечные панели.
С учетом потребления бортовой аппаратуры и того, что АФАР должны работать непрерывно необходимое генерирование электроэнергии может составлять до 3-5 кВт спокойно.

Можно еще увидеть в конструкции аппарата цилиндры. Мне кажется, что они используются для скрепления тандемом нескольких аппаратов пластами друг на другом в виде сэндвича для установки в космическую головную часть (фото 3).



P.S. Анализ был произведен всего лишь по концепту и не утверждается, что это есть истина в последней инстанции.


Инженерная комната
Рамиль Гайнутдинов