Реферат на тему: Дисциплине Проектирование космических аппаратов и комплексов

Введение

Автоматическая межпланетная станция (АМС) - беспилотный космический аппарат <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9А%D0%ВЕ%D1%81%D0%ВС%D0%В8%D1%87%D0%В5%D1%81%D0%ВА%D0%В8%D0%B9_%D0%В0%D0%ВF%D0%ВF%D0%В0%D1%80%D0%В0%D1%82> (КА), предназначенный для полёта в межпланетном космическом пространстве <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9А%D0%ВЕ%D1%81%D0%ВС%D0%В8%D1%87%D0%В5%D1%81%D0%ВА%D0%ВЕ%D0%B5_%D0%ВF%D1%80%D0%ВЕ%D1%81%D1%82%D1%80%D0%В0%D0%ВD%D1%81%D1%82%D0%В2%D0%ВЕ> с выполнением различных поставленных задач.

АМС обычно предназначается для выполнения комплекса задач, начиная научно-исследовательскими проектами, и заканчивая политическими демонстрациями. Типичными объектами для исследовательских задач являются другие планеты, их естественные спутники, кометы и другие объекты Солнечной системы. При этом обычно производится фотографирование, сканирование рельефа; измеряются текущие параметры магнитного поля, радиации, температуры; химический состав атмосферы другой планеты, грунта и космического пространства вблизи планеты; проверяются сейсмические характеристики планеты. Накопленные измерения периодически передаются на Землю с помощью радиосвязи. Большинство АМС имеют двунаправленную радиосвязь с Землёй, что даёт возможность использовать их как дистанционно управляемые приборы. В данный момент в качестве канала для передачи данных используют частоты в радиодиапазоне. Исследуются перспективы применения лазеров для межпланетной связи. Большие расстояния создают существенные задержки при обмене данными, поэтому степень автоматизации АМС стремятся максимально увеличить.

Первой автоматической межпланетной станцией была "Луна-1 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9В%D1%83%D0%ВD%D0%В0-1>", пролетевшая вблизи Луны <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9В%D1%83%D0%ВD%D0%В0>. Наиболее известными АМС являются аппараты серии "Вояджер <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%ВЕ%D1%8F%D0%В4%D0%В6%D0%В5%D1%80>", "Венера <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%ВЕ%D0%В3%D1%80%D0%В0%D0%ВС%D0%ВС%D0%B0_%D0%92%D0%В5%D0%ВD%D0%В5%D1%80%D0%В0>", "Луна <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9В%D1%83%D0%ВD%D0%B0_%28%D0%ВА%D0%ВЕ%D1%81%D0%ВС%D0%В8%D1%87%D0%В5%D1%81%D0%ВА%D0%В0%D1%8F_%D0%ВF%D1%80%D0%ВЕ%D0%В3%D1%80%D0%В0%D0%ВС%D0%ВС%D0%В0%29>", "Маринер <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9С%D0%В0%D1%80%D0%В8%D0%ВD%D0%В5%D1%80_%28%D0%9А%D0%90%29>", "Пионер <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%В8%D0%ВЕ%D0%ВD%D0%В5%D1%80_%28%D0%ВF%D1%80%D0%ВЕ%D0%В3%D1%80%D0%В0%D0%ВС%D0%ВС%D0%В0%29>", "Викинг <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%В8%D0%ВА%D0%В8%D0%ВD%D0%B3_%28%D0%9А%D0%90%29>", "Галилео <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%В0%D0%ВВ%D0%В8%D0%ВВ%D0%В5%D0%BE_%28%D0%9А%D0%90%29>", "Вега <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%В5%D0%В3%D0%B0_%28%D0%9А%D0%90%29>", "Кассини <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9А%D0%В0%D1%81%D1%81%D0%В8%D0%ВD%D0%B8_%28%D0%9А%D0%90%29>", "Новые горизонты <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%ВЕ%D0%В2%D1%8В%D0%B5_%D0%В3%D0%ВЕ%D1%80%D0%В8%D0%В7%D0%ВЕ%D0%ВD%D1%82%D1%8В>".

АМС могут обладать различной конструкцией, но обычно они имеют множество схожих особенностей. Источниками электроэнергии на борту АМС обычно являются солнечные батареи или радиоизотопные термоэлектрические генераторы <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%А0%D0%В0%D0%В4%D0%В8%D0%ВЕ%D0%В8%D0%В7%D0%ВЕ%D1%82%D0%ВЕ%D0%ВF%D0%ВD%D1%8В%D0%B5_%D0%В8%D1%81%D1%82%D0%ВЕ%D1%87%D0%ВD%D0%В8%D0%ВА%D0%B8_%D1%8D%D0%ВD%D0%В5%D1%80%D0%В3%D0%В8%D0%В8>. Запас электроэнергии на случай возможных перебоев обеспечивает специальная аккумуляторная батарея. В приборном отсеке поддерживается температура, достаточная для нормального функционирования всех находящихся там устройств. Бортовая астроинерциальная навигационная система <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%81%D1%82%D1%80%D0%ВЕ%D0%В8%D0%ВD%D0%В5%D1%80%D1%86%D0%В8%D0%В0%D0%ВВ%D1%8С%D0%ВD%D0%В0%D1%8F_%D0%ВD%D0%В0%D0%В2%D0%В8%D0%В3%D0%В0%D1%86%D0%В8%D1%8F> состоит из инерциальных датчиков, астрокорректора; совместно с наземными службами она определяет угловую ориентацию в пространстве и координаты. Для управления ориентацией в пространстве АМС использует гиродины <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%В8%D1%80%D0%ВЕ%D0%В4%D0%В8%D0%ВD>, корректирующие ракетные двигатели. Для ускорения или торможения во время крейсерского полёта используются ракетные двигатели, а в последнее время - электрические ракетные двигатели <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%АD%D0%ВВ%D0%В5%D0%ВА%D1%82%D1%80%D0%В8%D1%87%D0%В5%D1%81%D0%ВА%D0%В8%D0%B9_%D1%80%D0%В0%D0%ВА%D0%В5%D1%82%D0%ВD%D1%8В%D0%B9_%D0%В4%D0%В2%D0%В8%D0%В3%D0%В0%D1%82%D0%В5%D0%ВВ%D1%8С>. Для радиосвязи используются преимущественно параболические и фазированные антенны, работающие на гигагерцовых частотах. Крупные АМС зачастую имеют разделяющуюся конструкцию. Например, по прибытию к планете назначения от АМС может отделяться спускаемый аппарат который обеспечивает мягкую посадку неподвижной планетарной станции или планетохода либо обеспечивает размещение в атмосфере аэростата с научной аппаратурой, а оставшаяся на орбите спутника планеты часть АМС-орбитальная станция может выполнять функции радио ретранслятора <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%А0%D0%В5%D1%82%D1%80%D0%В0%D0%ВD%D1%81%D0%ВВ%D1%8F%D1%82%D0%ВЕ%D1%80>. Кассини-Гюйгенс (англ. <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%ВD%D0%В3%D0%ВВ%D0%В8%D0%В9%D1%81%D0%ВА%D0%В8%D0%B9_%D1%8F%D0%В7%D1%8В%D0%ВА> Cassini-Huygens) - автоматический космический аппарат, созданный совместно НАСА <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%90%D0%А1%D0%90>, Европейским космическим агентством <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%9А%D0%90> и Итальянским космическим агентством <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%82%D0%В0%D0%ВВ%D1%8С%D1%8F%D0%ВD%D1%81%D0%ВА%D0%ВЕ%D0%B5_%D0%ВА%D0%ВЕ%D1%81%D0%ВС%D0%В8%D1%87%D0%В5%D1%81%D0%ВА%D0%ВЕ%D0%B5_%D0%В0%D0%В3%D0%В5%D0%ВD%D1%82%D1%81%D1%82%D0%В2%D0%ВЕ>, в настоящее время исследующий планету Сатурн <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%А1%D0%В0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%ВD>, кольца и спутники <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%А1%D0%ВF%D1%83%D1%82%D0%ВD%D0%В8%D0%ВА%D0%B8_%D0%А1%D0%В0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%ВD%D0%В0>. Аппарат состоит из двух основных элементов: непосредственно станции Кассини <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9А%D0%В0%D1%81%D1%81%D0%В8%D0%ВD%D0%B8_%28%D0%9А%D0%90%29> и спускаемого зонда Гюйгенс <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%8Е%D0%В9%D0%В3%D0%В5%D0%ВD%D1%81_%28%D0%В7%D0%ВЕ%D0%ВD%D0%В4%29> (англ. <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%ВD%D0%В3%D0%ВВ%D0%В8%D0%В9%D1%81%D0%ВА%D0%В8%D0%B9_%D1%8F%D0%В7%D1%8В%D0%ВА> Huygens probe), предназначенного для посадки на Титан <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%А2%D0%В8%D1%82%D0%В0%D0%BD_%28%D1%81%D0%ВF%D1%83%D1%82%D0%ВD%D0%В8%D0%ВА%29>. Кассини-Гюйгенс был запущен 15 октября <http://ru.wikipedia.org/wiki/15_%D0%ВЕ%D0%ВА%D1%82%D1%8F%D0%В1%D1%80%D1%8F> 1997 года <http://ru.wikipedia.org/wiki/1997_%D0%В3%D0%ВЕ%D0%В4> и достиг системы Сатурна 1 июля <http://ru.wikipedia.org/wiki/1_%D0%В8%D1%8Е%D0%ВВ%D1%8F> 2004 года <http://ru.wikipedia.org/wiki/2004_%D0%В3%D0%ВЕ%D0%В4>. 25 декабря <http://ru.wikipedia.org/wiki/25_%D0%В4%D0%В5%D0%ВА%D0%В0%D0%В1%D1%80%D1%8F> 2004 года <http://ru.wikipedia.org/wiki/2004_%D0%В3%D0%ВЕ%D0%В4> зонд Гюйгенс отделился от главного аппарата. Зонд достиг Титана 14 января <http://ru.wikipedia.org/wiki/14_%D1%8F%D0%ВD%D0%В2%D0%В0%D1%80%D1%8F> 2005 года <http://ru.wikipedia.org/wiki/2005_%D0%В3%D0%ВЕ%D0%В4> и выполнил успешный спуск в атмосфере спутника. Станция Кассини при этом стала первым искусственным спутником Сатурна.

Рисунок 1 - "Кассини-Гюйгенс" в сборе

Основными целями миссии являются:

1) Определение структуры и поведения колец <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9А%D0%ВЕ%D0%ВВ%D1%8С%D1%86%D0%B0_%D0%А1%D0%В0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%ВD%D0%В0>;

) Определение геологической структуры и истории поверхности спутников;

) Определение природы и происхождения тёмного материала на одном из полушарий Япета <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%АF%D0%ВF%D0%В5%D1%82_%28%D1%81%D0%ВF%D1%83%D1%82%D0%ВD%D0%В8%D0%ВА%29>;

) Исследование структуры и поведения магнитосферы <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9С%D0%В0%D0%В3%D0%ВD%D0%В8%D1%82%D0%ВЕ%D1%81%D1%84%D0%В5%D1%80%D0%В0>;

) Исследование поведения атмосферы Сатурна и структуры облачного покрова;

) Исследование облаков и тумана в атмосфере Титана;

) Определение характера поверхности Титана.

Первоначально миссия была запланирована до 2008 <http://ru.wikipedia.org/wiki/2008>, однако впоследствии продлена до лета 2010 <http://ru.wikipedia.org/wiki/2010>. 3 февраля 2010 года было объявлено о дальнейшем продлении программы до 2017 года. Продленная миссия включает в себя 155 дополнительных витков вокруг Сатурна, 54 сближения с Титаном и 11 - с Энцеладом <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%АD%D0%ВD%D1%86%D0%В5%D0%ВВ%D0%В0%D0%B4_%28%D1%81%D0%ВF%D1%83%D1%82%D0%ВD%D0%В8%D0%ВА%29>.

Оглавление

- Введение

- Выведение на орбиту. Полёт к Сатурну

- Бортовые системы

- Система электроснабжения

- Система обеспечения тепловых режимов

- Система ориентации и стабилизации

- Бортовой радиокомплекс

- Научная аппаратура

- Компоновка АМС Кассини Библиографический список