КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к космической технике, в частности к конструкциям космических аппаратов с радио системами приема и передачи информации.
Известен космический аппарат, выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа) (см. патент РФ №2053937 опубл. 10.02.1996). Данный космический аппарат имеет герметичный корпус, однако для малоразмерных космических аппаратов такая конструкция может быть невыгодна, так как имеет избыточную прочность и сложность, а также увеличенные, по сравнению с минимально необходимыми, габариты.
Недостатками известного космического аппарата являются недостаточная точность ориентации в пространстве, избыточная надежность, сложность и увеличенная масса конструкции.
Предлагается конструкция космического аппарата, отличающаяся тем, что с целью уменьшения массы и габаритов выполнена в виде одной панели, используемой для крепления элементов как служебных систем космического аппарата, так и полезной нагрузки.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении эффективности и надежности работы, точности ориентации и стабилизации в пространстве космического аппарата, упрощении и уменьшении массы конструкции, удешевлении изготовления и испытаний.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что космический аппарат, содержащий корпус, выполненный в виде диска, на одной поверхности которого размещены, по меньшей мере, одна цифровая камера, абонентская аппаратура телекоммуникационной спутниковой системы, состоящая из приемо-передающего блока и антенно-фидерного устройства,
передатчик целевой информации, передающая антенна целевой информации, по меньшей мере, одна резервная солнечная батарея, измеритель магнитного поля, две катушки ориентации и стабилизации аппарата в пространстве, блок спутниковой навигации, датчик горизонта, устройство электропитания, блок управления системами ориентации и телеметрии, на другой поверхности диска размещены солнечные батареи, по меньшей мере один датчик направления на солнце с фоточувствительными элементами, на ободе диска размещена дополнительная катушка ориентации и стабилизации аппарата в пространстве, причем первые вход и выход приемно-передающего блока электрически связаны с входом и выходом антенно-фидерного устройства, вторые вход и выход приемно-передающего блока электрически связаны с первыми входом и выходом блока управления, выходы блока спутниковой навигации, измерителя магнитного поля и датчика горизонта электрически связаны со вторым, третьим и четвертыми входами блока управления, второй, третий и четвертый выходы блока управления электрически связаны с катушками ориентации, дополнительный выход блока управления связан с входом, по меньшей мере, одной цифровой камеры, выход последней связан с входом передатчика целевой информации, выход передатчика целевой информации связан с передающей антенной, а солнечные батареи связаны с устройством электропитания.
Две катушки и дополнительная катушка ориентации и стабилизации аппарата в пространстве могут быть выполнены в виде соленоидов с взаимно-перпендикулярным направлением магнитного поля, взаимодействующего с магнитным полем Земли.
Антенна передатчика целевой информации может быть выполнена в виде штыря, расположенного параллельно оси вращения космического аппарата.
Измеритель магнитного поля может быть выполнен в виде трехосного магнитометра.
Датчик направления на солнце может быть выполнен в виде многоэлементного фотоприемника.
Блок управления системами ориентации и телеметрии может быть выполнен в виде вычислительного устройства.
Космический аппарат может быть дополнительно снабжен устройством крепления и отделения от ракеты-носителя.
На фиг.1 показан космический аппарат - вид спереди.
На фиг.2 показан космический аппарат - вид сзади.
На фиг.3 показана принципиальная схема электрических соединений входящих космический аппарат блоков, систем, датчиков.
Космический аппарат содержит корпус, выполненный в виде диска 1, на одной поверхности которого размещены, по меньшей мере, одна цифровая камера 2, абонентская аппаратура телекоммуникационной спутниковой системы, состоящая из приемо-передающего блока 3 и антенно-фидерного устройства 4, передатчик 5 целевой информации и штыревая передающая антенна 6 целевой информации, по меньшей мере, одна резервная солнечная батарея 7, измеритель 8 магнитного поля, катушки 9 и 10 ориентации и стабилизации космического аппарата, блок спутниковой навигации 11, датчик 12 горизонта и устройство 13 электрического питания, системный блок 14 управления. На другой поверхности диска 1 размещены солнечные батареи 15 и по меньшей мере один датчик направления на солнце 16 с фоточувствительными элементами. На ободе диска 1 размещена дополнительная катушка 17 ориентации и стабилизации космического аппарата в пространстве. Первые вход и выход приемно-передающего блока 3 электрически связаны с входом и выходом антенно-фидерного устройства 4. Вторые вход и выход приемно-передающего блока 3 электрически связаны с первыми входом и выходом блока 14 управления. Выходы блока 11 спутниковой навигации, измерителя 8 магнитного поля и датчика 12 горизонта электрически связаны со вторым, третьим и четвертыми входами блока 14 управления. Второй, третий и четвертый выходы блока 14 управления электрически связаны с катушками 9, 10 ориентации и дополнительной катушкой 17. По меньшей мере, один дополнительный выход блока 14
управления связан с входом, по меньшей мере, одной цифровой камеры 2, выход цифровой камеры 2 связан с входом передатчика 5 целевой информации. Выход передатчика 5 целевой информации связан с передающей антенной 6. Солнечные батареи 15 и резервная солнечная батарея 7 связаны с устройством электропитания. Измеритель 8 магнитного поля может быть выполнен в виде трехосного магнитометра, датчик направления на солнце может быть выполнен в виде многоэлементного фотоприемника, катушки 9 и 10 и дополнительная катушка 17 ориентации и стабилизации могут быть выполнены в виде соленоидов, блок управления системами ориентации и телеметрии может быть выполнен в виде вычислительного устройства. Космический аппарат дополнительно снабжен устройством 18 крепления и отделения от ракеты-носителя.
Космический аппарат работает следующим образом.
После отделения от ракеты-носителя центр масс космического аппарата движется в плоскости орбиты, а сам космический аппарат находится в нестабилизированном относительно центра масс положении. По сигналам от датчика 16 направления на солнце, измерителя 8 магнитного поля в виде трехосного магнитометра и датчика 12 горизонта вычислительное устройство, входящее в состав блока управления 14, вырабатывает управляющие сигналы, поступающие в катушки 9 и 10 и дополнительную катушку 17 ориентации и стабилизации, магнитное поле которых взаимодействует с магнитным полем Земли, ориентируя солнечные батареи 15 космического аппарата в направлении на Солнце, и обеспечивает вращение его центральной оси вокруг этого направления. При пересечении линии горизонта полем зрения датчика 12 горизонта, последний вырабатывает электрический импульс, от которого, через определенное время задержки, включается цифровая камера 2, ось визирования которой направлена в сторону Земли. Производится экспонирование изображения поверхности Земли, причем съемка поверхности Земли осуществляется в процессе вращения космического аппарата вокруг центральной оси. Сигнал изображения запоминается внутри цифровой камеры
2 и затем через передатчик 5 целевой информации передается на Землю со скоростью, определяемой параметрами канала передачи.
Двухсторонняя радиосвязь с космическим аппаратом, для передачи на борт командно-программной информации и получения телеметрической информации, осуществляется через одну из мировых спутниковых телекоммуникационных систем - ГЛОБАЛСТАР, ОРБКОММ и т.п., для чего используется абонентская аппаратура данной телекоммуникационной спутниковой системы, состоящая из приемо-передающего блока (модема соответствующей телекоммуникационной системы) и антенно-фидерного устройства.
В установившемся режиме ориентации и стабилизации космического аппарата его электропитание осуществляется от основных солнечных батарей через устройство электропитания, содержащее в своем составе аккумулятор и зарядное устройство. Блок управления и входящее в его состав вычислительное устройство осуществляет управление системой ориентации и электропитания космического аппарата, сбором телеметрической информации, формированием потоков данных служебной информации и стыковку с приемо-передающим блоком спутниковой телекоммуникационной системы.