1.Космические аппараты, целевые и обеспечивающие системы КА. Современные методы их проектирования и испытаний. Космический аппарат (КА) — общее название технических устройств, используемых для выполнения разнообразных задач в космическом про-странстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носителиили самолёты. Основные характеристики КА: масса КА, масса РН, Срок активного существования, параметры траектории полета, маневренность, хар-ки целе-вой аппаратуры. Бортовые системы Необходимость длительного функционирования в условиях космического пространства и выполнения целевых задач обусловили развитие следующих основных систем космических аппаратов: системы энергообеспечения, системы терморегуляции, системы радиационной защиты, системы космической связи, системы управления движением и т. п. Для пилотируемых космических аппаратов характерно также наличие развитой системы жизнеобеспечения. Отдельный комплекс проблем возникает при возвращении космических аппаратов на Землю или выполнении посадки на поверхность дру-гих небесных тел. В частности, это обуславливает разработку сложных систем обеспечения спуска и посадки. Ещё один класс задач, часто решаемых разработчиками космических аппаратов, это обеспечение их стыковки с другими искусственными объектами. Выполнение этих задач предполагает наличие систем сближения и стыковки. Система электроснабжения. Для снабжения бортовых систем электроэнергией используются: солнечные батареи, топливные элементы, радиоизо-топные батареи, ядерные реакторы, химические аккумуляторы. Система связи. В основном используется связь с помощью радиоволн. При большом удалении КА от Земли требуются остронаправленные антенны. Система жизнеобеспечения. Необходима только для пилотируемых КА. Включает запасы необходимых веществ, а также системы регенерации и утилизации. Система ориентации. Включает устройства определения текущей ориентации КА (солнечный датчик, звёздные датчики и т. п.) и исполнительные органы (двигатели ориентации и силовые гироскопы). Двигательная установка. Позволяет менять скорость и направление движения КА. Обычно используется химический ракетный двигатель, но это могут быть и электрические, ядерные и другие двигатели; может применяться также солнечный парус. Целевые системы КА, это комплект аппара-туры который обеспечивает выполнение задачи КА. Варианты задач КА: метеорологические,навигационные, спутники связи, телевеща-ния, телекоммуникационныеспутники,научноисследовательские,геофизические,геодезические,астрономические, дистанционного зондирования Земли, разведывательные и военные супутники, другие. Проектирование КА имеет три основных этапа: 1.этап технических предложений позволяет наметить варианты построения КА и предварительно оценить его проектные параметры; 2.этап эскизного проектирования определяет принципы построения и основные параметры КА и всех его элементов, при этом допускает ва-риантность технических решений по некоторым особо сложным вопросам; 3.этап технического проектирования определяет все характеристики варианта КА, принятого для реализации, необходимые для разработки рабочей документации на составные части и на КА в целом. Проектирование КА - это проектирование большой системы, оснащенной сложной и разнообразной по принципам построения и характеристикам аппаратурой и оборудованием, которые не существуют как автономные независимо функционирующие средства, а имеют связи между собой и с другими системами.

Испытания космических аппаратов  — процесс проверки правильности технических решений, заложенных при проектировании как собственно КА, так и сопутствующих систем В рамках испытаний также производится проверка соответствия реально достигнутых характеристик заданным в техническом задании на средства выведения, полноты и корректности эксплуатационной документации, удобства эксплуатации. Испытания проводятся в несколько этапов:

• стендовые испытания

• автономные испытания

• комплексные испытания

• натурные (лётные) испытания

Испытываемое изделие допускается к следующему этапу испытаний только при условии успешного проведения предыдущих этапов испытаний, в том числе устранения всех замечаний, полученных на данном этапе, поэтому при планировании испытаний между разными стадиями закладывается интервал времени для их устранения (как правило, несколько месяцев).

Первый этап испытаний проводится на позиции разработчика (изготовителя) средств выведения, сам по себе состоит из множества различных испытаний. При стендовых испытаниях средства в сборке проверяется сопряжение различных узлов, которое не может быть проверено при испытаниях узлов отдельно, например, при электрических проверках проверяют полярность датчиков и исполнительных элементов Остальные этапы испытаний проводятся на позиции эксплуатации. Автономные испытания проводят для проверки работоспособности (исправности) изделия и его узлов, диагностирования неисправностей и устранения их. Автономные испытания, как правило, аналогичны по объёму и методике их проведения регламентным (регулярным) проверкам изделия, его компонентов и обслуживающего оборудования, проводимых при эксплуатации в процессе подготовки к каждому пуску. Данные испытания включают в себя электрические проверки, проверки пневмогидросхем. Автономные испытания проводятся по штатной эксплуатационной документации, которая в свою очередь также является предметом проверки. Комплексные испытания проводят для проверки изделия и взаимодействия систем в условиях, максимально приближённых к реальной эксплуатации. Натурные испытания проводят для проверки работоспособности изделия в реальных условиях эксплуатации.По сути натурные испытания являются началом эксплуатации изделия (пробной эксплуатацией) и отличаются от штатной эксплуатации только плотным сопровождением и контролем проводимых работ представителями разработчика В процессе натурных испытаний проверяется то, что невозможно проверить на предыдущих стадиях (функционирование изделия в реальном полёте, точность выведения и тому подобное).

2. Спутники и межпланетные космические аппараты. Типы ка. Общие определения.

Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — космический аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите.

Для движения по орбите вокруг Земли аппарат должен иметь начальную скорость равную, или немного большую первой космической скорости. Полёты ИСЗ выполняются на высотах до нескольких сотен тысяч километров. Нижнюю границу высоты полёта ИСЗ обуславливает необходимость избежание процесса быстрого торможения в атмосфере.

Космический аппарат (КА) — техническое устройство, используемое для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носители или самолёты.

По режиму работы различают следующие типы космических аппаратов:

• искусственные спутники Земли — общее название всех аппаратов находящихся на геоцентрической орбите, то есть вращающихся вокруг Земли;

• автоматические межпланетные станции (космические зонды) — аппараты, осуществляющие перелёт между Землёй и другими космическими телами Солнечной системы; при этом они могут, как выходить на орбиту вокруг изучаемого тела, так и исследовать их с пролётных траекторий, некоторые аппараты после этого направляются за пределы Солнечной системы;

• автоматические или пилотируемые космические корабли — используются для доставки грузов и человека на орбиту Земли и их возвращения; существуют планы полётов на орбиты других планет;

• орбитальные станции — аппараты предназначенные для долговременного пребывания и работы людей на орбите Земли;

• спускаемые аппараты — используются для доставки людей и материалов с орбиты вокруг планеты или межпланетной траектории на поверхность планеты;

• планетоходы — автоматические лабораторные комплексы или транспортные средства, для перемещения по поверхности планеты и другого небесного тела

По выполняемым функциям выделяют следующие классы: метеорологические; навигационные; спутники связи, телевещания, телекоммуникационные спутники; научно-исследовательские; геофизические; геодезические; астрономические; дистанционного зондирования Земли; разведывательные и военные спутники и другие

Многие космические аппараты выполняют сразу несколько функций

3.Основные орбиты современных исз. Основные параметры околоземных орбит

Орби́та— путь небесного тела в гравитационном поле другого тела (планеты, кометы, астероида). Может иметь форму окружности, эллипса, параболы или гиперболы, в фокусе которых находится центр масс системы. При воздействии нескольких тел орбита может иметь сложную форму.

1.Экваториальная орбита - крайний случай орбиты, когда наклонение "i" =0 (величина наклонения орбиты)°. В этом случае прецессия и поворот орбиты будут максимальны - до 10°/сутки и до 20°/сутки соответственно. Ширина полосы видимости спутника, которая расположена вдоль экватора, определяется его высотой над поверхностью Земли. Орбиты с малым наклонением "i" часто называют "около экваториальными".

2.Полярная орбита - второй крайний случай орбиты, когда наклонение "i" = 90°. В этом случае прецессия орбиты отсутствует, а поворот орбиты происходит в сторону, обратную относительно вращения ИСЗ, и не превышает 5°/сутки. Подобный полярный ИСЗ последовательно проходит над всеми участками поверхности Земли. Ширина полосы видимости спутника определяется его высотой над поверхностью Земли, но спутник рано или поздно можно увидеть из любой точки. Орбиты с наклонением "i", близким к 90°, называют "приполярными"

3.Солнечно-синхронная орбита (ССО) - особый вид орбиты, часто используемый спутникам, которые производят съёмку поверхности Земли. Представляет собой орбиту с такими параметрами, что спутник проходит над любой точкой земной поверхности приблизительно в одно и то же местное солнечное время. Движение такого спутника синхронизировано с движением линии терминатора по поверхности Земли - за счёт этого спутник может лететь всегда над границей освещённой и неосвещённой солнцем территории, или всегда в освещённой области, или наоборот - всегда в ночной, причём условия освещённости при пролёте над одной и той же точкой Земли всегда одинаковые.

4.Низкоорбитальными ИСЗ обычно считаются спутники с высотами от 160 км до 2000 км над поверхностью Земли. Орбиты LEO подвержены максимальным возмущениям со стороны гравитационного поля Земли и её верхней атмосферы. Угловая скорость спутников LEO максимальна - от 0,2°/с до 2,8°/с, периоды обращения от 87,6 минут до 127 минут.

5.Среднеорбитальными ИСЗ обычно считаются спутники с высотами от 2000 км до 35786 км над поверхностью Земли. Нижний предел определяется границей LEO, а верхний - орбитой геостационарных спутников. Эту зону в основном "заселяют" спутники Период обращения - от 127 минут до 24 часов.

6.Геостационарные ИСЗ считаются спутники, имеющие период обращение вокруг Земли, равный звёздным суткам  - 23ч 56м 4,09с. Если наклонение "i" орбиты нулевое, то такие орбиты называют геостационарными. Геостационарные ИСЗ летают на высоте 35786 км над поверхностью Земли. Т.к. их период обращение совпадает с периодом обращения Земли вокруг своей оси, то такие ИСЗ "висят" в небе на одном месте. Если наклонение "i" не равно нулю, то такие ИСЗ называются геосинхронными. В реальности многие геостационарные спутники имеют небольшое наклонение и подвержены возмущениям со стороны Луны и Солнца, в связи с чем они описывают на небе фигуры в виде "восьмёрок", вытянутых в направлении север-юг.

7.Высокоорбитальными ИСЗ считаются спутники, достигающие высот более 35786 км над поверхностью Земли , т.е. залетающие выше геостационарных спутников. Орбиты могут иметь значительный эксцентриситет - в этом случае они называются высокоэллиптичными (ВЭС), так и быть почти круговыми.

8.Орбиты захоронения - отдельный класс орбит ИСЗ, специально предназначенный для увода на них спутников, вышедших из строя для уменьшения вероятности столкновения с работающими спутниками и для освобождения места новым ИСЗ. Для ГСС орбитой захоронения считается орбита, на 200 км выше самой орбиты ГСС.

4. Современный подход к проектированию и испытанию систем КА.

Проектирование КА имеет три основных этапа:

1.этап технических предложений позволяет наметить варианты построения КА и предварительно оценить его проектные параметры; 2.этап эскизного проектирования определяет принципы построения и основные параметры КА и всех его элементов, при этом допускает вариантность технических решений по некоторым особо сложным вопросам;

3.этап технического проектирования определяет все характеристики варианта КА, принятого для реализации, необходимые для разработки рабочей документации на составные части и на КА в целом.

Проектирование КА - это проектирование большой системы, оснащенной сложной и разнообразной по принципам построения и характеристикам аппаратурой и оборудованием, которые не существуют как автономные независимо функционирующие средства, а имеют связи между собой и с другими системами.Испытания космических аппаратов  — процесс проверки правильности технических решений, заложенных при проектировании как собственно КА, так и сопутствующих систем В рамках испытаний также производится проверка соответствия реально достигнутых характеристик заданным в техническом задании на средства выведения, полноты и корректности эксплуатационной документации, удобства эксплуатации. Испытания проводятся в несколько этапов:-стендовые испытания; автономные испытания; комплексные испытания; натурные (лётные) испытания

Испытываемое изделие допускается к следующему этапу испытаний только при условии успешного проведения предыдущих этапов испытаний, в том числе устранения всех замечаний, полученных на данном этапе, поэтому при планировании испытаний между разными стадиями закладывается интервал времени для их устранения (как правило, несколько месяцев).Первый этап испытаний проводится на позиции разработчика (изготовителя) средств выведения, сам по себе состоит из множества различных испытаний. При стендовых испытаниях средства в сборке проверяется сопряжение различных узлов, которое не может быть проверено при испытаниях узлов отдельно, например, при электрических проверках проверяют полярность датчиков и исполнительных элементов Остальные этапы испытаний проводятся на позиции эксплуатации. Автономные испытания проводят для проверки работоспособности (исправности) изделия и его узлов, диагностирования неисправностей и устранения их. Автономные испытания, как правило, аналогичны по объёму и методике их проведения регламентным (регулярным) проверкам изделия, его компонентов и обслуживающего оборудования, проводимых при эксплуатации в процессе подготовки к каждому пуску. Данные испытания включают в себя электрические проверки, проверки пневмогидросхем. Автономные испытания проводятся по штатной эксплуатационной документации, которая в свою очередь также является предметом проверки. Комплексные испытания проводят для проверки изделия и взаимодействия систем в условиях, максимально приближённых к реальной эксплуатации. Натурные испытания проводят для проверки работоспособности изделия в реальных условиях эксплуатации.По сути натурные испытания являются началом эксплуатации изделия (пробной эксплуатацией) и отличаются от штатной эксплуатации только плотным сопровождением и контролем проводимых работ представителями разработчика В процессе натурных испытаний проверяется то, что невозможно проверить на предыдущих стадиях (функционирование изделия в реальном полёте, точность выведения и тому подобное).