Automatyczna stacja międzyplanetarna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
AMS " Luna-1 ", pierwszy na świecie, który osiągnął drugą kosmiczną prędkość i opuścił strefę grawitacyjną Ziemi [1]

Automatyczna stacja międzyplanetarna ( AMS ) to bezzałogowy statek kosmiczny przeznaczony do lotu w przestrzeni międzyplanetarnej ( nie na orbicie geocentrycznej ) z wykonywaniem różnych przydzielonych zadań [2] .

Chociaż istnieje wiele dziesiątek państw posiadających satelity przyziemne , niewiele z nich opanowało skomplikowane technologie stacji międzyplanetarnych: ZSRR (i jego następca Rosja ), USA , członkowie ESA (22 kraje europejskie ), Japonia , Indie , Chiny i Zjednoczone Emiraty Arabskie (dodatkowo misja Izraela wysłała na Księżyc, ale zakończyła się niepowodzeniem). Celami większości misji są Księżyc , Mars , Wenus i asteroidy bliskie Ziemi , a tylko Stany Zjednoczone wysyłały misje do zewnętrznego Układu Słonecznego (czyli poza główny pas planetoid), kiedyś we współpracy z ESA . Obecnie działa ponad 20 misji.

Zadania

AMC jest zwykle przeznaczony do wykonywania szeregu zadań, od projektów badawczych po demonstracje polityczne. Typowymi obiektami do zadań badawczych są inne planety , planety karłowate , ich naturalne satelity , komety i inne obiekty Układu Słonecznego . W takim przypadku zwykle wykonuje się fotografowanie, skanowanie płaskorzeźby; mierzone są aktualne parametry pola magnetycznego , promieniowania , temperatury ; skład chemiczny atmosfery innej planety, gleby i przestrzeni kosmicznej w pobliżu planety; sprawdzane są właściwości sejsmiczne planety .

Połączenie

Zgromadzone pomiary są okresowo przesyłane na Ziemię za pomocą komunikacji radiowej. Większość AMC posiada dwukierunkową łączność radiową z Ziemią, co umożliwia wykorzystanie ich jako urządzeń zdalnie sterowanych. W chwili obecnej jako kanał transmisji danych wykorzystywane są częstotliwości z zakresu radiowego. Badane są perspektywy wykorzystania laserów do komunikacji międzyplanetarnej. Duże odległości powodują znaczne opóźnienia w wymianie danych, dlatego dąży się do maksymalizacji stopnia automatyzacji AMC. Nowsze AMC, takie jak Cassini-Huygens i Mars Exploration Rover, są wysoce autonomiczne i wykorzystują komputery pokładowe do autonomicznej pracy przez dłuższy czas [3] [4] .

Projekt

AMC mogą mieć różne konstrukcje, ale zwykle mają wiele takich samych funkcji.

Źródłami energii elektrycznej na pokładzie AMS są zwykle panele słoneczne lub radioizotopowe generatory termoelektryczne . Generatory radioizotopowe są stosowane w przypadkach, gdy AMS musi działać w znacznej odległości od Słońca, gdzie wykorzystanie paneli słonecznych jest nieefektywne [5] . Rezerwę energii elektrycznej na wypadek ewentualnych przerw zapewnia specjalny akumulator. Przedział przyrządów jest utrzymywany w temperaturze wystarczającej do normalnego funkcjonowania wszystkich znajdujących się tam urządzeń. Pokładowy system nawigacji astroinercyjnej składa się z czujników bezwładnościowych, astrokorektora (urządzenia do zbierania i wstępnego przetwarzania informacji astronomicznych); wraz z usługami naziemnymi określa orientację kątową w przestrzeni i współrzędne. Aby kontrolować orientację w przestrzeni, AMS wykorzystuje żyrostacje korygujące silniki rakietowe. Silniki rakietowe są używane do przyspieszania lub zwalniania podczas rejsu, a ostatnio elektryczne silniki rakietowe .

Do komunikacji radiowej wykorzystywane są głównie anteny paraboliczne i fazowe, pracujące na częstotliwościach gigahercowych. Duże AMC często mają dzieloną konstrukcję. Na przykład, po przybyciu na planetę docelową, pojazd zniżający może zostać oddzielony od AMS, co zapewnia miękkie lądowanie stacjonarnej stacji planetarnej lub łazika, albo zapewnia umieszczenie w atmosferze balonu z aparaturą naukową [6] , a część AMS (stacja orbitalna) pozostająca na orbicie satelity planety (stacja orbitalna) może pełnić funkcje przemiennika radiowego.

Historia

Pierwszą automatyczną stacją międzyplanetarną była Luna-1 , która przeleciała w pobliżu Księżyca . Do największych sukcesów AMS należą urządzenia z serii Voyager , Venus , Luna , Mariner , Pioneer , Viking , Vega , Chang'e , a także Galileo , Cassini , Nowe horyzonty ”.

Rekord pod względem czasu eksploatacji potwierdzają dwa pojazdy Voyager zwodowane w 1977 roku.

Nowym etapem w rozwoju AMS jest zastosowanie jonowych i plazmowych silników rakietowych. Przykładem tego jest misja Dawn , która bada pas asteroid.

Trajektorie lotów międzyplanetarnych

Gdy sonda opuści okolice Ziemi, jej trajektoria przyjmie formę orbity wokół Słońca, zbliżonej do orbity Ziemi. Z energetycznego punktu widzenia, jest to bardziej wskazane, aby dostać się do innej planety wzdłuż eliptycznej Homan trajektorii , a największą oszczędność paliwa można osiągnąć metodą tak zwanego „ grawitacyjnej procy ” - dodatkowe przyspieszenie statku kosmicznego w pole grawitacyjne planet pośredniczących na trasie. Pozwala to na zabranie na pokład mniej paliwa, co oznacza więcej sprzętu, ale taki manewr nie zawsze jest dostępny.

Do precyzyjnych pomiarów z Ziemi trajektorie automatycznej stacji międzyplanetarnej są wykorzystywane przez kilka stacji naziemnych oraz metodę interferometrii radiowej o bardzo długiej linii bazowej . Ponadto wykorzystywana jest emisja radiowa kwazara znajdującego się blisko kierunku do AMS, ponieważ kwazary ze względu na ich dużą odległość, w przeciwieństwie do gwiazd, wyglądają praktycznie nieruchomo. Na przykład do wyznaczenia parametrów trajektorii Exomars-2016 AMS wykorzystano emisję radiową kwazara P1514-24 [7] .

Zobacz też

Notatki (edytuj)

  1. Encyklopedyczny słownik młodego technika / komp. B.V. Zubkov, S.V. Chumakov. - wyd. 2 - M .: Pedagogika , 1987 .-- S.23 .
  2. Sondy kosmiczne . National Geographic Edukacja . Towarzystwo National Geographic .
  3. ^ K. Schilling, W. Flury. Autonomia i aspekty zarządzania misją na pokładzie sondy Cassini Titan (angielski) // Acta Astronautica. - Elsevier , 1990. - Cz. 21 , iss. 1 . - str . 55-68 . - doi : 10.1016 / 0094-5765 (90) 90106-U .
  4. ^ Richard Washington, Keith Golden, John Bresina, David E. Smith, Corin Anderson, Trey Smith. Dla łazików marsjańskich Autonomous Exploration (inż.) ... Centrum Badawcze NASA Amesa.
  5. Podstawy lotów kosmicznych - eksploracja Słońca ma system: Nauka NASA (inż.) ... Nauka NASA.
  6. sonda do zbierania różnych danych, pocisk itp.
  7. Eismont N., Batanov O. „ExoMars”: od misji 2016 do misji 2020 // Nauka i życie . - 2017r. - nr 4 . - str . 7-8 .

Spinki do mankietów