Фиксация антен

 

Для фиксации наведения бортовых антенн на заданную область обслужива­ния ГСР должен занимать вполне определенное пространственное положение, что достигается с помощью системы ориентации. Используют два способа ори­ентации: вращением и по трем осям. Ориентированные вращением ИСЗ выпол­няются в форме цилиндрической конструкции и вращаются вокруг своей оси симметрии со скоростью несколько оборотов в минуту. При вращении создается гироскопический момент, препятствующий отклонению оси симметрии спутника от заданной) направления при воздействии различных воз­мущений. Для сохранения неподвижности в пространстве антенной системы ретранслятора её приходится устанавливать на независимой платформе, вра­щающейся со скоростью спутника, но в противоположном направлении. При трехосной ориентации используется система из трех ортогональных массивных гироскопов (двигателей-маховиков), каждый из которых обеспечивает ориентацию в одной из трех осей локальной ортогональной системы координат ГСР, и датчики направления — земного горизонта, Солнца, ярких звезд. Отмстим, что наведение антенн на ГСР на область обслуживания может осу­ществляться и автономно, например по сигналам наземных маяков. В этом слу­чае требования к точности системы ориентации спутника могут быть ослаблены.

Первичными источниками электроэнергии для питания ГСР являются сол­нечные батареи, составленные из кремниевых полупроводниковых элементов. Коэффициент полезного действия преобразователей солнечной энергии в элек­трическую достигает 30%, что позволяет обеспечить энерпередачу более 150 Вт на квадратный метр СБ. В результате бомбардировки космическими частицами и микрометсоритами энергоотдача СБ падает в 1,2-1,4 раза после семилетней эксплуатации и в 1,3-1,6 раз после 10 лет. В периоды затенения ГСР Землей СБ не работают и питание бортовой аппаратуры осуществляется от аккумуляторных батарей. Массогабаритные характеристики современных аккумуляторов весьма низкие. Энергоотдача применяемых никель-кадмиевых аккумуляторов составля­ет 20-25 Вт • час/кг. Несколько лучшими характеристиками обладают никель-водородные аккумуляторы. На ГСР, ориентированных вращением, элементы СБ монтируются непосредственно на корпусе спутника. Из-за вращения Солнце эф­фективно освещает лишь около четверти общей площади СБ. В этом случае для увеличения эпергоотдачи площадь СБ увеличивают при помощи сдвигаемой на орбите внешней оболочки корпуса, также покрытой солнечными элементами. При трехосной ориентации СБ выполняют в виде раскрываемых на орбите плоских панелей, автоматически следящих за Солнцем. Размах панелей солнечных элементов современных мощных ГСР достигает нескольких десятков метров, а энергоотдача превышаег 10 кВт. Это обстоятельство является определяюшим выбор трехосной ориентации при создании больших и мощных ГСР с высокой пропускной способностью, оставляя ориентацию вращением, как более простую, для менее мощных ГСР.

Около 70% энергии, потребляемой от первичных источников питания, преобра­зуется бортовой аппаратурой в тепло. Проблема обеспечения приемлемых темпе­ратурных режимов и отвода излишнего тепла стоит для ГСР весьма остро. Несмот­ря на космический холод окружающей среды, теплопередача с использованием теплопроводности или конвекции невозможна и все, что остается — отвод тепла излучением. Бортовая система терморегулирования строится с использованием тепловых труб, отводящих излишнее тепло изнутри СР на его внешние поверх­ности, и радиаторов. ГСР с трехосной ориентацией обычно имеет прямоуголь­ную форму, что облегчает отвод тепла благодаря установке радиаторов и элемен­тов аппаратуры со значительным энергопотреблением на северной и южной плоскостях поверхности ИСЗ, освещаемых Солнцем под небольшими углами.