Материалтану
жүктеу/скачать 5,17 Mb.
|
ҒА конструкцияларыҒА конструкциясының құрамында бірқатар негізгі элементтерді, аппаратуралық кешендер мен жүйелерді бөліп алу әдетке айналған, оларды құрастыру тәсілі ҒА бейнесін және едәуір дәрежеде оның габариттік салмақтық сипаттамаларын айқындайды. Ұзақ уақыт бойы, алғашқы ҒА-ны әзірлеуден бастап, негізінен, ҒА-да көтергіш (күштік) конструкция рөлін атқаратын берік герметикалық корпустың болуын көздейтін моноблокты конструкциялық құрастыру схемасы қолданылды. Корпустың ішінде жабдықтың көп бөлігі орнатылады, ал оның сыртқы бетінде күн батареялары, антенналар, түрлі датчиктер және т.б. суретте. 2.1 осы схема бойынша жасалған "Горизонт" ҒА-ны көрсетеді, оның максималды өлшемдері шамамен 10 м, ал массасы ~2000 кг құрайды. Теледидар бағдарламаларын тарату және радиобайланысты қамтамасыз ету үшін жасалған бұл құрылғыда бірнеше антенналар мен күн батареялары бар, олардың күн бағыты жүйесі бар. Моноблоктық схеманың кемшілігі- құрылымның үлкен массасы және олардағы атмосфераның қажетті параметрлерін сақтау арқылы ішкі бөліктерді герметизациялау қажеттілігі. Сур. 2.1. Горизонт геостационарлық ҒА конструкциясы Соңғы жылдары ҒА-да еркін алып жүретін тұтастыру кеңінен қолданылуда, мұнда құрылым ҒА аппаратурасының, агрегаттарының және жүйелерінің блоктарын бекіту үшін қызмет ететін қатаң рамка (ферма) болып табылады. Мұндай схеманы қолдану ҒА массасын және оның құнын төмендетуге мүмкіндік береді, алайда бұл жағдайда қорғанышты герметикалық корпустың болмауына байланысты ҒА жабдығының материалдары мен элементтері ғарыш ортасының әсеріне неғұрлым жоғары төзімділікке ие болуы тиіс. Дегенмен, еркін жүргізу схемасы бойынша герметикаланбаған ҒА салу перспективалы және экономикалық тұрғыдан ақталған болып табылады. Әрбір нақты ҒА оған орнатылған мақсатты жабдықтың көмегімен белгілі бір мәселелерді шешу үшін жасалады, оны мақсатты (пайдалы) жүктеме деп те атайды. Ғарыш кеңістігін зерттеуге арналған ғылыми ҒА мақсатты аппаратурасының құрамына ғарыштық корпускулярлық және электромагниттік сәулеленудің әртүрлі компоненттерін тіркейтін аспаптар, метеорлық бөлшектер, плазма ағындары және т. б. кіреді. Метеорологиялық бақылаулар, табиғи ресурстарды зерттеу, радиобайланыс пен телевизиялық хабар таратуды қамтамасыз ету, геодезиялық, навигациялық және басқа да көптеген міндеттерді шешу үшін пайдаланылатын қолданбалы мақсаттағы аппараттарда мақсатты аппаратураның құрамында оптикалық және радиолокациялық бақылау құралдары, қажетті радиотехникалық кешендер, ақпаратты жазу және алдын ала өңдеу құралдары болады. ҒА-ның жұмыс істеуі бірқатар қызметтік жүйелердің көмегімен қамтамасыз етіледі, олардың негізгілері энергиямен жабдықтау, термореттеу, бағдарлау және тұрақтандыру, радиотелеметрия жүйелері болып табылады, ал басқарылатын ҒА үшін ғарышкерлердің тіршілік әрекетін қамтамасыз етудің аса маңызды жүйесі осы тізбеге қосылады. Шағын ҒА Барлық дерлік ҒА белгілі бір ақпараттық жүйелерде жұмыс істейді. Олардың көмегімен ауқымды ақпарат жиналады (ғарыш ортасының жай - күйі, метеорологиялық жағдай, жер бетінің сипаттамалары және т.б. туралы), деректердің үлкен массивтері жинақталады. Осыны растай отырып, 2000-шы жылдардың басындағы жағдай бойынша әлемдік ғарыш қызметтері нарығы секторларының арақатынасы туралы мәліметтер келтіруге болады (сурет. 2.2). Сур. 2.2. 2002 ж. ғарыштық қызметтер нарығының құрылымы 1990-шы жылдары басталған адам қызметінің әртүрлі салаларында пайдаланылатын ақпарат көлемінің жылдам өсуіне байланысты спутниктік жүйелерді құрудың жаңа тұжырымдамасы пайда болды. Осы тұжырымдамаға сәйкес, ғарыш кеңістігінің кең аймақтарын және бүкіл жер бетін бір уақытта бақылаумен қамту үшін әртүрлі орбиталарда орналасқан ондаған құрылғылар келісілген бағдарламалар бойынша жұмыс істейтін және тек жер бақылау пункттерімен ғана емес, сонымен бірге өзара ақпарат алмасатын көп спутниктік "кластерлік" жүйелерді (спутниктердің "шоқжұлдыздары") құру жоспарлануда. Мұндай жүйелерді құру қажеттілігі ғылыми - техникалық әдебиеттерде "ірің факторлары" (глобалдылық, үздіксіздік, тиімділік, жиынтық) деген арнайы термин пайда болған спутниктік өлшемдерге қойылатын қазіргі заманғы талаптардан туындайды. Кластерлік жүйелер шағын көлемді жеңіл ҒА-дан тұруы тиіс, дегенмен, қазіргі заманғы ауыр ҒА мүмкіндіктеріне жақындайтын, жоғары функционалдық мүмкіндіктерге ие болуы тиіс. Мұндай ҒА-ны құрудың сәттілігі толығымен пайдаланылатын технологиялардың деңгейімен, талап етілетін пайдалану сипаттамалары бар жаңа материалдардың дизайнерлерінің қол жетімділігімен және борттық жабдықта қолданылатын элемент базасының миниатюралану дәрежесімен анықталатыны анық, сондықтан талқыланатын тұжырымдаманы іске асыру және одан әрі дамыту нанотехнологиядағы прогреспен тығыз байланысты. Қазіргі уақытта аталған талаптарды қанағаттандыратын шағын ҒА құру бойынша жұмыстар кеңінен жүргізілуде. Мұндай ҒА-ны олардың массасы бойынша жіктеу ұсынылған, суретте көрсетілген. 2.3. Рас, бұл жағдайда "микро", "нано" және "пико" ұғымдары таза шартты түрде қолданылады, олар абсолютті массамен байланысты емес және әртүрлі топтарға жататын ҒА массаларының арақатынасын көрсетпейді. Масса Кіші спутниктер 500-100 кг Микроспутниктер 100-10кг Наноспутниктер 10-1 кг Сур. 2.3. Шағын спутниктердің массасы бойынша жіктелуі Конструкцияның салыстырмалы қарапайымдылығы, төмен құны және шағын ҒА құрудың жеткілікті қысқа мерзімдері (1-2 жыл) оларды білім беру мекемелерінің әзірлеуі және оқу мақсаттарында пайдалану үшін қол жетімді етті. 2005 жылдың қаңтарында М. в. Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университетінің 250 жылдық мерейтойына ҒЗИЯФ және ММУ басқа бөлімшелерінің әуе қызметкерлері, студенттер мен аспиранттардың белсенді қатысуымен "Университет-Татьяна" ғылыми– оқу спутнигін ұшырды, ол шамамен 1000 км биіктікте дөңгелек орбитада 2 жылдан астам уақыт жұмыс істеді. Бұл спутниктің массасы 31,6 кг болды, сондықтан ұсынылған классификацияға сәйкес, ол микро спутниктерге жатады және оның бейнесі суретте көрсетілген. 2.3 осы топтың ҒА конструкциясының мысалы ретінде. Зерттеулер 2009 жылдың қыркүйегінде іске қосылған, жетілдірілген ғылыми жабдықтармен жабдықталған. Қазіргі уақытта бірқатар ғылыми және білім беру спутниктерін ұшыру дайындалуда. Айта кету керек, шағын ҒА бұрын бірнеше рет құрылған. 1957 жылы 4 қазанда ұшырылған алғашқы кеңестік жасанды Жер серігі ғарыш дәуірінің басталуын атап өтті, салмағы 83,6 кг болды, яғни қазіргі классификацияға сәйкес ол микросерік болды. 1958 жылы 1 ақпанда ұшырылған алғашқы американдық Explorer-1 спутнигінің массасы 8,3 кг, ал келесі американдық Vanguard спутнигі-1 (1958 ж.17 наурыз) – тек 1,5 кг. Осылайша, бұл екі құрылғы да наноспутниктер тобына түседі. Бірақ сол жылдары мұндай жіктеу болған жоқ, ал спутниктердің массасы мен өлшемдеріне шектеулер ауыр көлемді құрылғыларды құру және орбитаға шығару қиындықтарына байланысты болды. Алайда, бұл қиындықтар тез арада жеңіліп, КА массасы тез өсе бастады. Сонымен, 1960 жылдардың ортасында біздің елімізде төрт Протон ғылыми-зерттеу институты іске қосылды, олардың массасы 12,2-ден 17 тоннаға дейін болды. Осы ҒА-ның көмегімен ғылыми аппаратураның көп бөлігі ММУ ҒЗИЯФ-да жасалған, ГҒС-да зерттеу бойынша бірегей эксперименттер жүргізілді. Шағын ҒА-ға қайта орала отырып, қазір олар ғарыш дәуірінің басында айтылған ҒА-дан түбегейлі ерекшеленеді деп айтуға болады. Егер алғашқы спутниктердің негізгі пайдалы жүктемесі радио таратқыштар болса және өте аз мөлшерде ғылыми құрылғылар болса, онда қазіргі заманғы шағын ҒА ұрпағы, жоғарыда айтылғандай, өте кең функционалдылыққа ие, сонымен қатар, қазір шағын ҒА ұшыру проблемалары айтарлықтай шешілді. Олар орбитаға жүктеме ретінде немесе жеңіл зымырандардың көмегімен шығарылуы мүмкін және бір уақытта бірнеше ҒА ұшырылуы мүмкін, бұл кластерлік жүйелерді құру кезінде маңызды болып келеді. Шағын ҒА-дан тұратын көп спутниктік жүйелер құру тұжырымдамасын алға жылжыту алдыңғы ұрпақтардың ауыр ҒА-ны және осы кластағы жаңадан әзірленген ҒА-ны жоққа шығаруды білдірмейді. Мұндай ҒА ұзақ уақыт бойы жұмыс істейтін болады, олардың қазіргі заманғы талаптар бойынша белсенді өмір сүру мерзімі 15-20 жылды құрауы тиіс. Бұдан басқа, ең алдымен басқарылатын ұшуларды, соның ішінде планетааралық ұшуларды жүзеге асыруды, жер маңындағы орбиталарда энергетикалық және өндірістік кешендерді, ғарыштық обсерваторияларды және т.б. құруды қамтитын көптеген міндеттерді шешу ауыр ҒА - ның күшімен ғана мүмкін болады. Осылайша, космонавтиканы дамыту шағын ҒА жүйелерін құра отырып, ірі габаритті ауыр ҒА қолдануды үйлесімді үйлестіру жолымен жүретін болады. жүктеу/скачать 5,17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|