"Дайте ми място, където да се изправи и аз ще се премести на Земята" - това е така, според легендата, каза Архимед, обясни научно интуитивно разбират работата на лоста. Но в космическия вакуум, че няма поддръжка. А спътници трябва да соларни клетки гледат на слънцето, на антената - на земята Камера - интересен Марс част и двигателя за коригиране на орбитата - строго определена точка в пространството. Ние трябва да мислим за нещо, което да се опре на нищо.

Отношение тласкащи

Най-очевидният вариант - да постави специални малки двигатели, които ще контролират ориентацията на устройството:

Двигатели могат да бъдат мощни, за да обърне тежки машини и се върти по-бързо, или твърде слаб, за да се върти много точно. Те тежат сравнително малко и не изискват енергия, когато не работи. Всичко е добре, но за да се превърне, трябва да се губи гориво, но тя винаги е ограничен. Да, и двигателите си има ограничение за броя стартирания и общото време на работа.
Отношение тласкащи устройства могат да се използват за орбитални маневри, особено ако имате намерение да акостира. Стимулатори могат да повишат единица само в една посока и с помощта на двигателите за ориентация може да се движи във всички оси.

• Простота.
• Осигуряване на ориентация за трите оси.
• Сравнително малко тегло.
• Гъвкавост: Можете да направите мощен и много прецизен мотор.
• Те могат да се използват за маневриране в орбита.
• Може да бъде дълго в извън държавата.

• Разход на гориво.
• Ограничение на броя стартирания и общото време на работа.
• Замърсяване квартали изгорени горивната система (може да бъде важно за телескопи).

ориентация двигатели обикновено се използват, когато е необходимо да се промени ориентацията на активен, сравнително рядко или кратко време устройството. Ето защо, всички те са пилотиран космически кораб, и обикновено са предпочитани за междупланетни станции, които в продължение на месеци и години летят от в спящ режим, спестявайки построен ориентация.

Работете DPO "Союз" по време на скачване с Международната космическа станция с ускорени възпроизвеждане

стабилизация на въртене

Всички ние от детството известен с върха на способността да се поддържа в изправено положение. Ако популяризирате космически кораб, той ще се държи много добре, запазвайки стабилизирането на оста на въртене.

Ако сте доволни от стабилизирането по една ос, ние няма да се превърне устройството в различни посоки и да правят снимки с бавна скорост на затвора, за да бъде много икономичен този метод може да докаже.

• Простота.
• Икономика - веднъж размотавам и усуквате дори векове.

• Стабилизиране на само една ос.
• Не изключвайте машината.
• Ротация могат да попречат на оборудване.

Исторически погледнато, стабилизирането на въртенето много любители на американците. Всички сонди на програмата "Пионер" стабилизирани въртене. В първия апарат е било направено, защото на ракети ниско натоварване - стабилизира shestikilogrammovy "Pioneer 4" и по други начини, че е невъзможно да се 1,959 технология. Стабилизиране на въртенето "Пионери" -10 и -11 изглежда перфектно решение - ако движението на Земята в своята орбита се вписват в модела на антената, сондата е постоянно "в контакт", без да харчите единствена грам гориво и не се страхува от провал на системата за ориентация. Две сонда "въртене Pioneer Венера стабилизиран вероятно вече по навик - по един на антената е механично се върти, за да се стремят към Земята, тя не изглежда много рационално.
Освен междупланетни станции американците често използвани обрат бустери. В този случай, твърдите бустери не трябва отделна ориентация система.

Стартирането с горната етап PAM-D от борда на космическа совалка

След разпръскването просто може да забави въртенето, с помощта на закона за запазване на момента на импулса (пример в безтегловност пример на тюлени.) - малки натоварвания върху освобождаването развиваната кабел и забавя въртенето на устройството.

Маховик (реакция колело)

Точно както една котка, която попада в опашката се върти в посока, обратна на въртене на багажника, космическият кораб може да контролира ориентацията на ръкохватката. Например, ако искаме да се обърне по посока на часовниковата устройство:

1. Начално състояние: машината е в покой, маховика е в покой.
2. Размотавам маховика на часовниковата стрелка, устройството започва да се върти по часовниковата стрелка.
3. Когато се обърна към желания ъгъл: да спре въртенето на маховика, машината спира.

Маховик позволява да се върти с висока точност, без да губите ценно гориво. Но, както и всякаква друга техническа система, маховици имат недостатъци. На първо място, не може да се върти на устройството маховик заедно само по една ос. За да се контролира напълно ориентацията на устройството се три маховик. И като се има предвид необходимостта от съкращения, шест или повече. Също така, скоростта на въртене е пряко пропорционална на масата на маховика и неговата скорост на въртене и обратно пропорционална на теглото на единицата. По-просто казано, толкова по-голяма тежест на устройството, толкова по-трудно трябва да е маховици. Също така, всеки маховик има ограничение на скоростта и може да се спука, ако тя е да се насърчи по-силна. И ако тревожна сила действа върху апарата в една посока, маховика в крайна сметка да достигне ограничението на скоростта, и тя ще трябва да се разтоварят всяка друга система. И накрая, като всяко механично, маховик в крайна сметка се износва и може да се провали.

• То не изисква разход на гориво.
• Тя позволява много точна целева машина.

• Малката употреба за активна пробив, въртенето е относително бавно.
• Това отнема друга система ориентация за разтоварване на маховици.
• В крайна сметка се износват и се провалят.
• На всяка ос е необходимо за най-малко един маховик.

Маховици са много полезни, ако ние често трябва да пренасочи устройството, без да променя своята орбита. Ето защо, маховиците са на телескопа на орбита. Например, в "Hubble" са четири маховик, предоставяща съкратени контрол върху две оси. В "Хъбъл" не е проблем да се върти около оста си, така че маховиците се използват, за да завъртите "нагоре / надолу" на телескопа и "ляво / дясно".

Един от най-маховици на телескопа "Хъбъл"

Джиродин (Control момент жироскоп)

топ имот се поддържа в изправено положение, можете да използвате по друг начин - можете да разчитате на него:

• В същото като това на маховика.
• По-ефективни от маховика - Джиродин същата маса може да контролира ориентацията на много по-тежки машини.

• В същото като това на маховика.
• Harder маховик.

Джиродин, благодарение на своята ефективност, се използват на космически станции. Например, СВС четири Джиродин на 300 кг.

Подмяна Джиродин ISS

Електромагнитна система за ориентация

магнитното поле на Земята може да се върти стрелката на компаса, така че властта може да се използва за контрол на ориентацията на космическия кораб. Ако сложите на Луната постоянни магнити, работно усилие ще бъде неуправляем. И ако се сложи бобина, соленоиди, а след хранене ги говорите, можете да създадете желаната контрол въртящ момент:

Три соленоид монтирани в перпендикулярни равнини, могат да контролират ориентацията на сателита в трите оси. По-конкретно, те осигуряват добър контрол от две оси, устройството с цел установяване, както стрелката на компаса. Контрол на третата ос е осигурена чрез промяна на магнитното поле на Земята с орбитален апарат полет.

Електромагнитна ориентация не може да бъде точно поради случайни колебания на магнитното поле на Земята и нейната ефективност намалява с височината. И като цяло, на силите, генерирани от електромагнитите, малки. Тяхното използване е ограничено до небесните тела с достатъчно силно магнитно поле, като орбитата на Mars, те са почти безполезно. Но соленоиди съдържат няма движещи се части, без горива от отпадъци и енергийно ефективни.

• Простота.
• Не изисквайте от гориво.
• Ниско тегло.
• Те съдържат няма движещи се части и почти без износване.

• Малък контрол сила.
• Ниска точност.
• Задължително магнитно поле на небесното тяло, около който се превръща устройството.
• Ефективност зависи от височината.

Електромагнитна ориентация се използва като основен на kubsatah и други малки превозни средства. Също така, той често се използва за разтоварване на маховици или gyrodynes. Например, телескоп "Хъбъл", използван като основните системни ориентация маховиците и ги разтоварва електромагнитна система.

Пример за соленоид за космически кораб. сайт на производителя твърди, че повече от 80 соленоиди са на различни сателити

гравитационното стабилизация

Привличането на двете тела е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях на. Ето защо, ако наш спътник представи дълъг прът с товар, а след това в резултат на "гира" ще се стреми да вземе вертикално положение, когато долната част ще бъдат привлечени към Земята малко по-трудно, отколкото в началото. Тук компютърно моделиране през 1963 г., което показва влиянието на (!):

• Една много проста система.
• Ориентация е конструиран пасивно, без система за контрол.

• Ориентация е построен бавно поради слабостта на силите, действащи върху тялото.
• Ниска точност.
• Само един тип ориентация - оста на центъра на земята.
• Ефектът намалява с височината.
• Сателитната може да се преобърне "с главата надолу", в сравнение с желаната ориентация.

Системата за гравитацията ориентация се използва главно в малки машини не изискват прецизна стабилизация. Тя е много подходяща за някои видове kubsatov, добре, това, например, е оборудвана със сателитна "Юбилейна":

аеродинамичен стабилизация

Следи от атмосферата на Земята и вижда над сто километра, както и повечето от скоростта на сателитна означава, че те ще бъдат силно потиска. Обикновено тази сила пречи, защото спътниците бързо спирачки надолу още по-ниски и горят в плътните слоеве на атмосферата. Но, въпреки това, тя е сила, която винаги действа срещу вектора орбиталната скорост, и то може да се използва. Първите експерименти бяха извършени през 60-те години. Така например, на вътрешния блок "Космос-149", която стартира през 1967 г.:

Ниска орбита, където са увеличени на аеродинамичните сили, негостоприемен място. Но понякога е необходимо да бъдем по-точни измервания. Много хубаво решение е използвана в спътник GOCE на. който е проучвал гравитационното поле на Земята. Ниска орбита (

260 km) е направил на ефективна система за аеродинамичен стабилизация, както и че спътникът не изгаря прекалено бързо, то е постоянно ускоряване малък йонен двигател. Получената устройството няма нищо общо с обичайните спътници, някой дори го нарича "сателитна Ферари":

• Аеродинамичният сила е безплатно и не изисква специално управление.

• Нещо трябва да се направи, за да спътника не се изгаря бързо в плътните слоеве на атмосферата.
• Силата зависи от височината.
• Възможност за насочване само по една ос.

слънчево платно

За да се конструира ориентацията все още може да се използва слънчева светлина налягане. Слънчевата платното обикновено се разглежда като начин на движение, но в една сложна форма със сателитни антени и слънчеви панели Sun също ще работи. Това може да се разглежда като пречка за други системи за насочване, или ако разработчиците изчисляват Моменти по-рано, може да се използва, за да помогне за изграждане на сателитна ориентация. Още през 1973 сондата Маринър 10, отиде до Венера и живак, слънчевата налягане използва за изграждане на ориентацията на устройството. Вдъхновява находчивост Лаборатория за атмосферна и космическа физика - когато телескопа "Кеплер" бе отказана два от четирите маховици, лабораторията е разработила метод за конструиране на ориентацията, използвайки останалите две маховици и слънчева налягането до телескопа последователно разглежда четири области на пространството на година:

Много интересен е вътрешен проект Регата плазмата. Тя е разработена през 90-те. Чрез използване на слънчеви платна и стабилизатор люлеене кормила апарат в положение по посока на слънцето и може да се завинти, ако е необходимо:

Дори и сега, такава система ще бъде уникално и много интересно, че е жалко, че проектът е бил отменен.

• Напълно безплатно слънчева налягане.

• Вие не може да се изгради една произволна ориентация в три оси.
• Тя не работи във фонов режим, което е важно, например, да се ниска околоземна орбита.

заключение

За силите, които зависят от надморската височина е примерен график:

Свързани статии

• Нищо подобно празнота е всичко философски нападение