Система ориентации малых космических аппаратов

 


Назначение

Система ориентации предназначена для ориентации малых космических аппаратов, находящихся на полярных или близких к полярным орбитах, осью минимального момента инерции в направлении на центр Земли. Система ориентации обеспечивает успокоение космического аппарата после его отделения от ракеты-носителя, ориентацию его по магнитному полю Земли с целью создания в районах магнитных полюсов Земли условий для перехода космического аппарата к заданной гравитационной ориентации и активное демпфирование вибрационных колебаний космического аппарата после выдвижения гравитационной штанги в течении всего его последующего полета. КБ ПО "Полет" занимается разработкой систем ориентации и стабилизации уже более 20 лет. За это время в ПО "Полет" были разработаны и успешно применяются на космических аппаратах систем "Цикада" и "КОСПАС—САРСАТ" - управляемая гравитационная система ориентации и комбинированная система трехосной ориентации, созданная на базе первой и дополненная управляющим двигателем-маховиком. Разработана и отработана, представляемая здесь, система ориентации малых космических аппаратов типа "КосКон-Файсат", а также целый ряд систем ориентации для перспективных космических аппаратов.

Состав системы. Два трехкомпонентных магнитометра, гравитационная штанга, три электромагнитных устройства, управляющая программа "Полет-МК", аппаратные средства для реализации программы "Полет-МК" и выдачи питания на электромагнитные устройства.

Oсновные технические характеристики

Погрешность ориентации относительно местной вертикали <50,
Максимальная потребляемая мощность (без учета потребления аппаратных средств реализации программы " Полет-МК " и выдачи питания на электромагнитные устройства):
при успокоении и ориентации по магнитному полю Земли 3.5 Вт
при демпфирования либрационных колебаний КА 0.35 Вт
Ресурс работы >7 лет
Масса (без учета аппаратных средств реализации программы "ПолетМК" и выдачи питания на электромагнитные устройства) 5 кг.

Управляющая программа "Полет-МК" системы ориентации малых космических аппаратов

Управляющая программа " Полет-МК " предназначена для формирования по показаниям магнитометров управляющих сигналов включения и выключения электромагнитных устройств, а также информации о своем функционировании и процессах успокоения и ориентации космического аппарата для последующей передачи по телеметрическим каналам. Алгоритмы управления, реализуемые программой "Полет-МК", обеспечивают:

  • Гашение угловых скоростей космического аппарата после его отделения от ракеты-носителя.
  • Устойчивую ориентацию продольной оси космического аппарата относительно вектора индукции магнитного поля Земли.
  • Демпфирование либрационных колебаний космического аппарата относительно местной вертикали после выдвижения гравитационной штанги в течение всего срока его активного существования.

Управление ориентацией космического аппарата через программу "Полет-МК" производится девятнадцатью радиокомандами. Контроль функционирования системы ориентации через программу "Полет-МК" производится с использованием информации о векторах состояния программы и управления электромагнитными устройствами, переменных и массивов с вещественной информацией о результатах преобразований показаний магнитометров.

Основные технические характеристики

  • Объем памяти требуемый для размещения программы: ПЗУ <6 Кбайт, ОЗУ <2 Кбайт
  • Максимальная длительность цикла обновления вектора управления электромагнитны ми устройствами Ј5 c.
  • Длительность цикла обновления показаний магнитометров (0,1х5) с.

Поставка программы

Программа поставляется КБ ПО "Полет" в виде объектного модуля на магнитных носителях информации, рекомендованных заказчиком.

Дополнительные услуги

По желанию заказчика программа может быть выполнена на любом языке программи рования с учетом аппаратных и программных средств, имеющихся у заказчика. Для математического моделирования углового движения КА с программой "Полет-МК" в КБ ПО "Полет" разработан пакет программ "Полет-ИМК", предназначенный для моделирования движения КА на орбите Земли, его вращения и ориентации относительно направления местной вертикали.


Гравитационная штанга системы ориентации малых космических аппаратов

Гравитационная штанга в системе ориентации предназначена для создания эллипсоида инерции, обеспечивающего ориентацию малого космического аппарата осью минимального момента инерции в направлении на центр Земли. Гравитационная штанга обеспечивает создание требуемого эллипсоида инерции малого космического аппарата путем выдвижения легкой трубчатой штанги с грузом на конце на заданную длину от места ее закрепления на корпусе космического аппарата.

Состав гравитационной штанги - барабан с намотанной штангой - оконечная масса - узлы крепления и зачековки на корпусе космического аппарата.

Основные технические характеристики

Длина гравитационной штанги 4,5 м
Время выдвижения 5 с
Масса оконечного груза 2 кг
Суммарная масса 3 кг
Ресурс работы неограничен

Поставка гравитационной штанги

ПО "Полет" поставляет гравитационную штангу как в составе системы ориентации разработки КБ ПО "Полет", так и в виде самостоятельного устройства для использования ее в системе ориентации разработки заказчика гравитационной штанги. При этом ПО "Полет" оказывает все необходимые технические консультации и при необходимости дорабатывает гравитационную штангу (в том числе и в части увеличения длины и массы оконечного груза).


Электромагнитное устройство системы ориентации малых космических аппаратов

Назначение

ЭМУ предназначено для создания магнитного момента, который можно менять по заданному алгоритму с помощью управляющих сигналов.

Область применения

Предприятие имеет двадцатилетний опыт разработки, изготовления и эксплуатации ЭМУ. Выпускаемые разновидности ЭМУ охватывают диапазон формируемых магнитных моментов от 200 до 0.1 А*м2 и установлены в спутниковых системах стабилизации и ориентации на КА типа ЦИКАДА, КОСПАС, КОСКОН-ФАЙСАT и др.

Отличительные особенности

Предлагаемый образец ЭМУ имеет следующие особенности:

  • Малые значения остаточных моментов.
  • Наличие контура автоматического размагничивания.
  • Сохранение линейной зависимости регулирования во всем диапазоне управления от 0.1 до 10 А*м2
  • Возможность контроля факта формирования магнитного поля по уровню 15% и более от номинального значения.

Технические характеристики

Номинальное значение магнитного момента, А*м2 ±10
Значение остаточного момента, А*м2 не более ±0.005
Минимальное значение магнитного момента, А*м2 ±0.1
Номинальная потребляемая мощность, Вт не более 1
Масса, г не более 400

Пирочека

Пирочека предназначена для зачековки раскрывающихся элементов механических систем космических аппаратов (например, антенн, штанг антенн, солнечных батарей, штанг систем ориентации и т. д.) и для их расчековки в заданный момент времени. Пирочека предназначена для одноразового использования. ПО " Полет " имеет многолетний опыт разработки и изготовления и применения пирочек в системах зачековки различных штанг, антенн космических аппаратов ЦИКАДА, КОСПАС, КосКон-Файсат.

Состав пирочеки
Шток удержания зачековываемых элементов конструкции космического аппарата с поршнем в корпусе и пиропатрон.

Технические характеристики

Допускаемое поперечное усилие на штоке в момент срабатывания 617Н (63кгс)
Напряжение срабатывания, В 27
Ток срабатывания, А не менее 3
Ток проверки цепей, А не более 0.02
Масса, кг 0.247
Габаритные размеры 90х70х50

Поставка пирочеки

ПО "Полет" поставляет пирочеки для установки в системах зачековки раскрывающих ся элементов конструкции космических аппаратов и оказывает все необходимые консультации по применению пирочеки.


Пирозамок

Предназначен для зачековки раскрывающихся элементов механических систем космических аппаратов (например, антенн, штанг антенн, солнечных батарей, штанг систем ориентации и т. д.) и для их расчековки в заданный момент времени. Замок предназначен для одноразового использования. ПО " Полет " имеет многолетний опыт разработки и изготовления и применения пирозамков в системах зачековки различных штанг, антенн космических аппаратов ЦИКАДА, КОСПАС, КосКон-Файсат.

Состав пирозамка - шток удержания зачековываемых элементов конструкции космического аппарата, - защелка - блок пиротолкателей.

Технические характеристики

Допускаемое поперечное усилие на штоке в момент срабатывания 98 Н (10 кгс)
Напряжение срабатывания 27В
Ток срабатывания не менее 0.6А
Ток проверки цепей не более 0.02А
Масса 0.076кг
Габаритные размеры 58х53х40

Поставка пирозамка

ПО " Полет " поставляет пирозамки для установки в системах зачековки раскрываю щихся элементов конструкции космических аппаратов и оказывает все необходимые консультации по применению пирозамков.

Изготовитель:
ПО "ПОЛЕТ"

Предыдущий экспонат Следующий экспонат