Система ориентации для спутника

 Система ориентации для спутника Область: ​
Физика Включает компонент:​
Устройство шифрования Ваша фирма взялась за разработку блока ориентации на орбите для спутника. С точки зрения реализации ваша задача состоит из двух частей: ● проектирования желаемой орбиты, ● контроля за изменениями реальной орбиты в процессе функционирования спутника. Желаемая орбита — это траектория, по которой, предполагается, будет двигаться спутник. Она представляет собой окружность с центром в центре земли. Вам как разработчикам необходимо изучить требования и принять решение относительно некоторых её характеристик. 1) Период обращения (T) спутника вокруг Земли является важной характеристикой орбиты, напрямую связанной как с остальными характеристиками, так и с функциональном применением спутника. Спутник может вращаться синхронно с Землей и тогда для наблюдателя будет иметь неизменное положение. Это удобно для спутников связи или наблюдения за конкретным регионом. При других значениях изменяется частота появления спутника над одной и той же точкой. Так, орбита с периодом около 1,5 часа позволяет появляться над каждой точкой земной поверхности в одинаковое солнечное время. Эта технология активно применяется в спутниках с аппаратурой дистанционного зондирования Земли. Таблица рекомендуемых периодов обращения и наклонений орбит в зависимости от функционала спутника: Функциональное применение: Рекомендуемый период, Рекомендуемое часов наклонение, градусов Связь онлайн­вещания (телефония, телевидение и т.д.) от 1 до 4 более 45 Связь офлайн­вещания от 22 до 26 менее 45 Дистанционное зондирование Земли с высоким разрешением (видны строения, дороги, поля) от 1 до 4 более 45 Дистанционное зондирование Земли с высокой повторяемостью (метеоданные, глобальный мониторинг ЧС) от 1 до 2 более 45 Навигация от 10 до 14 более 45 2) Радиус орбиты (производен от высоты) ­ определяет на каком расстоянии от центра Земли вращается спутник. Он напрямую связан с периодом обращения следующим образом:​
T=2* π
*sqrt(Rs/g’), где g’ ­ ускорение свободного падения на высоте орбиты​
, Т­заданный период в сек и Rs­радиус орбиты в метрах. Чем выше орбита, тем больше зона радиовидимости и меньше спутников требуется для единовременного покрытия всей Земли. В то же время возрастают задержки сигнала и снижается качество сигнала. Очевидным образом орбита спутника не может быть меньше радиуса Земли, а так же находится в плотных слоях атмосферы. Поэтому минимально допустимое значение ее радиуса ­ 6500 км. 3) Наклонение орбиты ​
φ ​
определяет предельные географические широты, до куда спутник будет доходить в проекции на поверхность Земли. Вместе с характеристикой высоты орбиты это определяет его суммарное радиопокрытие Φ — максимально возможную географическую широту, куда будет доходить радиосигнал со спутника. Для навигационных спутников и дистанционного зондирования важно иметь максимальный охват; спутник связи может работать только с одним интересующим регионом. Ф= φ +arccos(R​
/Rs). При выборе наклонения ориентируйтесь на Зем​
указанные в таблице ограничения. Контроль деформации орбиты по сравнению с проектируемой подразумевает следующее. Если объект (в данном случае — спутник) движется по идеально круглой орбите, то его нормальное ускорение a​
n постоянно. В случае искажения орбиты нормальное ускорение изменяется. Небольшие отклонения не создают проблем, просто производится перевычисление параметров и уточнение дальнейшего движения. Но накопившиеся до критического значения отклонения должны быть исправлены с помощью двигателей. Рекомендуемое значение критического отклонения (в %) будет определено автоматически в зависимости от высоты орбиты и характеристик радиолокационного модуля. На основании этого ваш модуль должен 2​
определять минимальное и максимальное допустимые нормальные ускорения в м/с​
. Требования Исходя из функциональных целей запускаемого аппарата, задайте самостоятельно значения периода обращения и наклонения орбиты, после чего рассчитайте необходимый радиус орбиты в километрах и 2​
численную величину максимального и минимального допустимых нормальных ускорений в м/с​
. При расчетах Землю считайте шаром с радиусом 6400 км. Не забывайте переводить рабочие величины в нужную размерность. А так же не путайте понятия “высота орбиты” (над поверхностью Земли) и “радиус орбиты” (от центра земного шара). При заказе комплектующих продуктов учтите, что используемое шифровальное устройство должно обязательно выполнять проверку целостности обрабатываемого сигнала. Экономика Стоимость создания опытного образца: P​
= 7.5 МР E​
Стоимость создания производственной линии: P​
= 80 МР I ​