Стабілізація положення супутника на гіостаціонарній

орбіті

Після того, як супутник виведений на орбіту, його положення повинне бути визначене і строго фіксоване. Для цього необхідно стабілізувати положення супутника щодо площини гіостаціонарної орбіти і утримувати супутник постійно на плановій позиції в точці стояння для точної і жорсткої орієнтації випромінювання антен в потрібному напрямі на земну поверхню. Але положення супутника на гіостаціонарній орбіті тільки умовно вважається постійним. Насправді, навіть протягом доби, під впливом змінного впливу гравітаційних сил Місяця, Землі і Сонця воно змінюється непередбачуваним чином. Супутник здійснює складні гармонійні добові і річні коливання, які із Землі спостерігаються у вигляді вісімки, що змінюється відносно площини гіостаціонарній орбіти. Отже, без стабілізації положення супутника і його антен ретрансляцію телепередач на відведену територію на Землі забезпечити неможливо. Стабілізація положення по суті означає збереження постійного напряму осі корпусу супутника щодо площини гіостаціонарній орбіти. Якщо ця проблема вирішена, то забезпечити постійну спрямованість антен вже простіше. Існують два основні способи стабілізації супутника на гіостаціонарній орбіті:

• стабілізація обертанням. Зазвичай для стаціонарних супутників вісь обертання (стабілізації) вибирається паралельній осі Землі;

• стабілізація по трьом осям (безпосередня стабілізація) здійснюється при управлінні кутовим положенням супутника щодо кожної з трьох осей координат.

Стабілізація обертанням є простим видом стабілізації (метод "дзиги", що обертається, на столі). Вона здійснюється за рахунок обертання супутника або його частини з частотою 80... 100 об/хв навколо осі, паралельної осі обертання Землі. При обертанні з'являється гіроскопічна жорсткість і створюється кутовий момент у фіксованому напрямі. При відхиленні його від заданої величини включаються власні реактивні двигуни супутника, які усувають це відхилення. На мал. 1.5 показана типова конструкція супутника подвійного обертання, в якому використовується циліндр, що обертається, і проти обертальна платформа (тобто напрям обертання платформи постійний протилежно напряму обертання циліндра). За рахунок цього плат форма, на якій встановлюються неповоротні направлені на Землю антени, має майже нульову кутову швидкість. Антени сполучені з приймано - передавальним блоком хвилеводними зчленуваннями, що обертаються.

Стабілізація по трьом осям координат (по осі рискання, осі крену, осі тангажа) або безпосередня стабілізація - це інший спосіб стабілізації. Безпосередня стабілізація здійснюється при управлінні кутовим положенням супутника щодо кожної з осей координат. Таке управління виконується або в результаті безпосередньої зміни кутових переміщень і додатку моментів сили щодо кожної з його трьох осей, або за рахунок застосування пристроїв з інерційним моментом, наприклад, маховика, який діє одночасно як гіроскоп, стабілізатор обертання і двигун. Така система використана в американських супутниках "Інтелсат V" і "Інтелсат 5V". На них швидкохідний маховик, що обертається, утримує направлені на Сонці панелі сонячних батарей, забезпечуючи гіроскопічну жорсткість супутника по одній, двом або трьом осям. Для підтримки постійної орієнтації супутника ці пристрої забезпечуються чутливими елементами і датчиками. На мал. 1.6 показана типова конструкція супутника з безпосередньою стабілізацією.

Окрім цього, для утримання супутника на заданій позиції в точці стояння застосовують спеціальний сигнал пілот-промінь.

Сформований на земній передаючій станції и направляємий постійно під фіксованим кутом в сторону супутника цей сигнал приймається и обробляється на його борту, в результаті чого визначається величина

Мал. 1.5. Типова конструкція супутника із стабілізацією обертанням: 1 - циліндр, що обертається; 2 - розподіл електроенергії платформа

Мал. 1.6.Типовая конструкція супутника із стабілізацією по трьом осям (безпосередня стабілізація)

відхилення супутника від його орбітальної позиції. Потім, у разі перевищення супутником допустимого відхилення, включаються його власні двигуни, які усувають відхилення, що дозволяє в 2...3 разу поліпшити сумарну точність наведення антен супутника на задану територію Землі.

Згідно плану ВАКР нестабільність положення супутника на гіостаціонарній орбіті в напрямі північ-південь і схід-захід не повинна перевищувати 0,1°.

У сучасних супутників-ретрансляторів максимальна помилка системи орієнтації і стабілізації положення супутника не перевищує: по осі крену 0,1°; по осі тангажа 0,15°; по осі рискання 0,2°.

Енергопостачання супутника на орбіті

Енергопостачання супутника - це дуже складна і різностороння проблема, оскільки потрібно задовольняти вельми суперечливі вимоги. Це обмеження маси і розмірів джерел енергії, забезпечення стійкості до механічних навантажень під час запуску, стійкості до температурних дій на орбіті, забезпечення тривалого терміну служби і, отже, високій надійності. Окрім цих жорстких вимог, система енергопостачання, природно, повинна виконувати свої основні функції:

• вироблення електроенергії;

• накопичення і зберігання отриманої енергії;

• регулювання в системі енергопостачання і загальний розподіл електроенергії

У супутниках зв'язку в системі енергопостачання, як правило, використовуються наступні вузли:

• первинне джерело енергії - це система сонячних елементів - сонячні батареї;

• вторинне джерело енергії - акумуляторні батареї, що накопичують і віддають потім електроенергію в період знаходження супутника в тіні Землі;

• регулятори і перетворювачі, що забезпечують необхідні величини напруги і їх стабільність для роботи електронних пристроїв супутника;

• електронні пристрої для системи дистанційного контролю і дистанційного керування.