Характеристика аспектів експлуатації космічних систем
Використання космічних систем за їх прямим призначенням неможливо поза систем їх оточуючих, тобто у відриві від їх взаємодії з іншими системами космічного апарату (КА). Більше того, з ряду причин, використання як космічної рухової установки (КДУ), який би вид рушія вона не використала, так і енергетичної системи КА, заснованої на будь-якому принципі, не завжди можливий без використання систем обробки інформації і вироблення команд розташовуються на Землі і входять до складу ракетно-космічних комплексів (РКК) або ракетно-космічних льотних комплексів або ще по-іншому просто льотних комплексів (ЛК). До аналізу взаємодії всіх цих систем ми повернемося нижче, а зараз розглянемо деякі визначення, які знадобляться для подальшого розгляду.
Космічний апарат (КА) це загальна назва різних технічних приладів, призначених для виконання цільових завдань в космосі. Засобом досягнення необхідної швидкості для здійснення космічного польоту КА є ракета-носій. КА діляться на дві основні групи: навколоземні орбітальні КА, рухомі по геоцентричним орбітах, не виходячи за межі сфери дії гравітаційного поля Землі, це т. зв. штучні супутники Землі (ШСЗ), і міжпланетні КА. p> При цьому розрізняють автоматичні КА (ШСЗ, штучні супутники Місяця - ИСЛ, Марса - ІСМ, Венери - ІСВ, Сонця - ІДС і т. п., автоматичні міжпланетні КА) і пілотовані космічні кораблі-супутники, населені орбітальні станції, міжпланетні космічні кораблі. Для доставки вантажів на пілотовані КА служать автоматичні транспортні КА. Замість терміну В«Космічний апаратВ» іноді використовують термін В«космічний літальний апарат В».
У найзагальнішому вигляді, траєкторія польоту КА може бути розділена на наступні ділянки:
ділянку виведення - де КА повідомляється необхідна космічна швидкість в заданому напрямку;
орбітальний ділянку, на якій рух КА відбувається в основному за інерцією, за законами небесної механіки;
ділянка посадки.
У ряді випадків, для виконання необхідних еволюцій, КА забезпечуються ракетними двигунами, що дозволяють на орбітальному ділянці змінювати (Коректувати) траєкторію руху або гальмувати КА при посадці. Для сучасних КА, що використовують хімічні РД, протяжність ділянок польоту з працюючими двигунами (виведення, корекція, гальмування) значно менше, ніж повна довжина орбіт.
Відмітна особливість більшості КА - це здатність до тривалого самостійного функціонування в умовах космічного простору. У багатьох відносинах (закони руху, тепловий режим та ін) такі КА подібні самостійним небесним тілам, на яких створені необхідні умови для роботи апаратури і існування людей. Серед систем КА основними можна вважати:
регулювання теплового режиму,
рушійно,
енергоживлення бортової апаратури,
управління рухом у польоті,
радіозв'язку з Землею і ін
У КА з екіпажем в герметичній кабіні забезпечуються необхідні умови для життя і роботи людини - здійснюється регенерація атмосфери з регулюванням її температури і вологості, постачання водою і їжею. Вирішення проблем життєзабезпечення екіпажу особливо складно для жилих орбітальних станцій і міжпланетних кораблів.
Багато КА мають системи для орієнтації в просторі. Орієнтація КА зазвичай виконується з певною метою (наукові спостереження об'єкта, радіозв'язок, оптимальне освітлення сонячних батарей та ін.) У Залежно від завдання похибка орієнтації може складати від 10 ... 15 В° до декількох кутових секунд. Зміна траєкторії (її корекція, маневрування КА, гальмування перед спуском на Землю або іншу планету і т. п.) необхідно для реалізації будь-якої досить складної схеми космічного польоту.
Тому всі пілотовані КА і більшість автоматичних КА забезпечені системою управління рухом і бортовими РД. Специфічним завданням є підтримка на борту КА необхідної температури. На відміну від наземних умов, в космічному просторі теплообмін між отд. тілами здійснюється тільки випромінюванням.
На КА впливають зовнішні теплові потоки - випромінювання Сонця, Землі або ін близькою планети, зазвичай змінні (захід КА в тінь Землі, політ на різних видаленнях від Сонця). У свою чергу, КА випромінює в навколишній простір в одиницю часу певну кількість теплоти (Залежне від поглинання зовнішніх теплових потоків і внутрішнього тепловиділення). КА зазвичай мають т. зв. радіаційні поверхню (це частина його оболонки або окремий радіатор-випромінювач), яка за рахунок спеціальної обробки володіє великим прив. випромінюванням теплоти при малому поглинанні його ззовні. Змінюючи теплопідводу до радіаційної поверхні і її прив. випромінювання (напр., за допомогою спеціальних жалюзі), регулюють тепловий баланс КА, тобто його температуру. Для теплових процесів на борту КА характерна відсутність конвективного теплообміну у зв'язку із станом невагомості у ...
