پایه های سیستم فضاپیما و طراحی ماهواره

ستاره منظومه شمسی
ساختار ستاره درخشان منظومه ما
دی ۱۳, ۱۳۹۵
شکل گیری کهکشان
از دینامیک کهکشان تا شکل گیری آن
دی ۲۶, ۱۳۹۵
سیستم فضاپیما طراحی اولیه ماهواره

فضاپیما خود بخشی از یک سامانه عظیم تر بوده که شامل ایستگاه های زمینی مخابراتی از راه دور، مسیریابی، جمع آوری داده ها، پردازش داده ها و اجزای انتشار داده ها است. دیگر وسایل مستقر در فضا همانند ماهواره های تقویت مخابراتی جهت ارتباط دادن داده های فضاپیما به سامانه های زمینی استفاده می گردد و ماهواره های ناوبری که اطلاعات مکان یایی زمینی دقیقی را برای ماهواره های مدارگرد فراهم می سازد نیز می توانند به عنوان بخش ضروری از ساختار عظیم سامانه های فضاپیما به شمار آیند. این مجموعه بزرگ به هم گره خورده از سامانه های مستقر در فضا و در ایستگاه های زمینی همگی به یک سامانه با یک هدف ماموریتی مشخص متصل است. چنانچه هدف کاربردی ماموریت، علمی، نظامی، غیرنظامی یا تجاری باشد، در هر صورت سامانه فضایی فراگیر با اجزای شبکه زمینی و فضایی توسط یک کاربر شروع و خاتمه داده می شود. کاربر اهداف کاربردی و وظایف عملیاتی را در شروع فرآیند توسعه سامانه برقرار ساخته و از اطلاعات ناوبری حس کننده های راه دور و مخابراتی تولید شده به وسیله سامانه بهره می گیرد.

طراحی مقدماتی ماهواره:

علاوه بر بار مفید ماهواره و پرتاب کننده، وسایل بسیار زیادی وجود دارد که بایستی برای تکمیل مجموعه بار مفید به سامانه اضافه شود، مانند وسایل ارتباطی با زمین، ضبط کننده های نواری و خنک کننده های دمای برودتی و مشخصه های بار مفید. ماموریت فضاپیما نیز موجب افزایش ملزوماتی در زیرمجموعه های گذرگاه ماهواره می شود که توانمندی های خاصی را در هر یک از زمینه های زیرسیستم ها ایجاد می کند، به طور مثال: جهت گیری و حفظ موقعیت ایستگاه به صورت دقیق و عملیات خودکار برای مدت زمان های طولانی. این موضوع در مطالب و پست های دیگر وبسایت علمی و آموزشی سواران علم که نشان دهنده ی خواص مهم ماموریت، بار مفید و محرک طراحی زیر سیستم های گذرگاه ماهواره بوده بیشتر توضیح داده شده است. این زیرمجموعه ها عبارتند از:

  1. مرجع و کنترل وضعیت ماهواره (ARC)
  2. توان
  3. کنترل حرارتی
  4. اصلاحات مداری (حفظ موقعیت ایستگاه)
  5. پیشرانه
  6. بررسی داده ها
  7. رایانه در ماهواره
  8. مسیریابی و کنترل راه دور (TT&C)
  9. سازه

 

در فرآیند طراحی، این زیر سامانه ها مستقل بوده و محاسبات هر طرحی بایستی تکرار گردد تا این که تعامل بین عناصر مختلف به هم گره خورده در طراحی مانند: ساختار، توان، محدودیت ها و توزیع جرم ماهواره لحاظ گردد. نقطه شروع طراحی ماهواره، مشخصه های ماموریت و بار مفید آن است.

خصوصیات ماموریت تعیین کننده محیطی است که فضاپیما در حین عمر مفید خود در فضا با آن مواجه می شود و نیز تناوب ملاقات مجدد نقاط زمین، فاصله ماهواره تا زمین، سرعت و دیگر مشخصه های مهم همگی مستقیما به کاربردهای بار مفید فضاپیما مرتبط می شوند. عوامل وابسته به بار مفید همانند: جرم دینامیکی و ابعاد حجمی، نرخ جمع آوری و انتقال داده ها، نمودارهای توان و نیازمندی های جهت گیری ماهواره و پایدارسازی آن نیز تعیین کننده ملزومات طراحی برای زیرمجموعه های کذرگاه ماهواره است.

نمودار روند طراحی:

۱- Mission
– Altitude
– Inclination
– Launch year
– Life span

۲- Payload
– Mass
– Power
– Data rate
– Pointing
– Requirements

۳- Satellite Subsystems
– Attitude reference and control
– Power
– Thermal
– Orbit maintenance
– Propulsion
– Data handling
– On-board computer
– TT&C
– Structure

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *