Виды космических аппаратов

Виды космических аппаратов

План работы

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ЗЕМЛИ И КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СЕРИИ РЕСУРС-Ф

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ФОТОН

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ КОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ
И БИОЛОГИИ БИОН

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

КОСМИЧЕСКИЕ
АППАРАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ЗЕМЛИ И КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
СЕРИИ РЕСУРС-Ф

Для
исследования природных ресурсов Земли и контроля окружающей среды разработана
космическая система Ресурс-Ф, которая включает в себя КА Ресурс-Ф1 и Ресурс-Ф2,
являющиеся КА серии Зенит третьего поколения.

Общий
вид КА Ресурс-Ф1 приведен на рис. 1. Аппарат периодически запускается с 1981г.
РН Союз. Масса КА 6300 кг, масса научной аппаратуры 800 кг.

Вначале
КА Ресурс-Ф1 выводится РН на промежуточную орбиту. Далее с использованием КДУ
формируется рабочая орбита в диапазоне высот 250 — 400 км и наклонением к плоскости экватора 63…83°.
Параметры рабочих орбит выбираются из условия обеспечения сплошного покрытия
поверхности Земли полосами захвата фотоаппаратуры с необходимым поперечным
перекрытием на заданной географической широте. Поддержание заданного значения
поперечного перекрытия в процессе полета КА осуществляется за счет проведения
соответствующих маневров на орбите.

КА
Ресурс-Ф1 может находиться на орбите до 25 суток. Из них 11 суток аппарат
находится в дежурном режиме, т.е. с выключенными системой ориентации и
некоторыми другими бортовыми системами. Наличие дежурного режима позволяет
увеличить срок существования КА на орбите и обеспечивает 2-х кратное покрытие
части межвиткового интервала, используемое для повторного фотографирования.

Наряду с выполнением основной задачи полета —
проведения фотосъемок поверхности Земли, КА типа Ресурс-Ф способен выводить на
орбиту научную аппаратуру для проведения различных экспериментов в условиях
космического пространства.

Научная
аппаратура может находиться в спускаемом аппарате и в контейнере научной
аппаратуры, установленном на поверхности СА. Научная аппаратура работает в
космосе при открытой крышке контейнера. Перед спуском крышка закрывается, и
научная аппаратура доставляется на Землю. Установленная снаружи КА научная
аппаратура не возвращается на Землю, информация с нее может передаваться только
по радиотелеметрической системе.

Рис.1 Общий вид КА Ресурс – Ф1

1 – бленда звездного фотоаппарата; 2 – спускаемый
аппарат; 3 – тормозная двигательная установка; 4 – корректирующая двигательная
установка; 5 – приборный отсек

Рис. 2 Схема фотографирования КА Ресурс-Ф1

В
комплекс исследовательской аппаратуры КА зондирования включены:


три широкоформатных топографических аппарата КАТЭ-200 с размером кадра 180х180
мм и фокусным расстоянием 200 мм для съемок в спектральных диапазонах 510 ‑
600, 600 ‑ 700, 700 ‑ 850 нм, позволяющие получать синхронные
снимки территорий с разрешением до 15 ‑ 20 м (в каждом аппарате по 1800 кадров);


два длиннофокусных широкоформатных аппарата КФА-1000 с размером кадра 300х300
мм и фокусным расстоянием 1000 мм, ведущие съемку в спектральном диапазоне
570 ‑ 800 нм, позволяющие получать спектрозональные снимки (в
каждом аппарате по 1200 кадров) с разрешением до 6 — 8 м, которое последующей обработкой может быть улучшено до 2 — 4 м.

В
составе фотоаппаратуры КА имеется звездный аппарат для определения элементов
внешнего ориентирования КА (фотографирование звезд до 5 звездной величины) с
целью координатной привязки осей космического аппарата в пространстве в момент
выполнения съемки и анализа особенностей его перемещения- Точность определения
углового положения составляет 40 — 60.

Ширина полосы
фотографирования и фотографируемая площадь с высоты 250 км составляет соответственно 225 км и 27 млн. км2 при многозональной съемке и 147 км и 16 млн. км2 при спектрозональной съемке.

Следует отметить, что
диапазон широт наблюдения (±83°) обеспечивает
практически глобальный обзор территории земного шара. Во время полета с
наземных пунктов осуществляется управление и телеметрический контроль работы
космического аппарата.

С помощью КА типа
Ресурс-Ф1 обеспечивается получение высококачественной картографической
информации в масштабах 1: 1000000 и 1: 200000.

Основные
технические характеристики КА Ресурс-Ф1 и фотоаппаратуры приведены в табл.1 и
2.

Схема фотографирования
КА Ресурс-Ф1 показана на рис.2.

Космический аппарат
Ресурс-Ф2, общий вид которого показан на рис. 3, запускается с 1988г. РН Союз и
обеспечивает синхронную многозональную и спектрозональную (или цветную)
фотосъемку поверхности Земли с высоким разрешением. Аппарат функционирует на
околокруговых орбитах в диапазоне высот 210…450 км с наклонением орбиты к
плоскости экватора 63°…83° Масса КА Ресурс-Ф2
6300…6450 кг.

В отличие от КА
Ресурс-Ф1 в космическом аппарате Ресурс-Ф2 используется система электропитания
на базе солнечной энергетической установки, что позволяет увеличить время
активного существования до 30 суток. В КА установлена высокоинформативная
многозональная фотокамера МК-4, которая обеспечивает фотографирование в четырех
зонах спектра из шести возможных (см. табл.1). МК-4 позволяет получать
многозональные снимки с разрешением 5-8 м, спектрозональные снимки с разрешением 8-12 м. В каждый кадр снимка впечатывается необходимая информация: номер
кадра, код бортового времени, значение фактической выдержки, координатные
кресты, фотометрический клин (устройство для ослабления светового потока).

В составе
фотоаппаратуры КА Ресурс-Ф2 имеется звездная камера для определения элементов
внешнего ориентирования КА. Фотоаппаратура позволяет при необходимости
проводить многозональную съемку в сочетании со спектрозональной и цветной фотосъемкой.

Время
активного существования (до 30 суток) дает возможность осуществить двух —
трехкратное покрытие всего межвиткового интервала, поэтому здесь не
предусматривается дежурный режим.

Основные
технические характеристики КА Ресурс-Ф2 и фотокамеры МК-4 приведены в таблицах
3.1 и 3.2.

С помощью КА Ресурс-Ф2 возможно картографирование
земной поверхности в масштабе 1: 50 000. Проведение фотосъемок с заданным
продольным перекрытием обеспечивает стереоскопичность снимков.

Доставка
информации на Землю осуществляется, как и в КА Ресурс-Ф1 в спускаемом аппарате.

На
КА Ресурс-Ф2 может устанавливаться дополнительная исследовательская аппаратура.

Рис..3 Общий вид КА Ресурс-Ф2

1 – спускаемый аппарат; 2 – бленда звездного фотоаппарата; 3 – тормозная
двигательная установка; 4 – корректирующая двигательная установка; 5 –
солнечные батареи; 6 ‑ приборный отсек.

Рис..4 Схема фотографирования КА Ресурс-Ф2

КА
предназначен для проведения экспериментов по получению в условиях
микрогравитации кристаллов белков и полупроводниковых материалов, отработки
технологии их опытно-промышленного производства (установки Сплав, Каштан).
Наряду с советскими установками для производства на орбите материалов с
улучшенными свойствами на борту КА Фотон устанавливалась (4-20 октября 1991г.)
немецкая (эксперимент Козима-4) и французская (эксперимент Седекс) аппаратура
для проведения аналогичных работ. Имеются планы использования КА Фотон в рамках
программы EuroKosmos для проведения полетов с размещением
на борту оборудования для проведения исследований в условиях микрогравитации с
последующим возвращением результатов в спускаемом аппарате. Предполагается
завершить модификацию спускаемого аппарата КА Фотон, установив на нем
дополнительную привязную возвращаемую микрокапсулу Мирка, которая в ходе полета
будет разворачиваться на орбите с помощью троса длиной 30-50 м.

 

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
КОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ
И БИОЛОГИИ БИОН

Разработан
в ЦСКБ (г.Самара) на базе КА серии Зенит. Основной внешний отличительный
признак — отсутствие носовой корректирующей двигательной установки, вместо
которой установлен отсек с дополнительной полезной нагрузкой (рис. 5.1).

Рис. 5.1 Общий вид КА Бион

К
настоящему времени проведено 10 запусков биологических КА (1966-1993г.).
Последний из КА этой серии Космос 2229 (Бион-10) запущен РН Союз 29 декабря 1993г.
и выведен на орбиту с параметрами: высота апогея — 396.8 км, высота перигея — 226 км, наклонение орбиты — 62.8° период обращения — 90.4 мин.

Ведущее
предприятие по разработке и изготовлению комплекса научной аппаратуры —
специальное конструкторско-технологическое бюро Биофизприбор Минздрава РФ (г.
Санкт-Петербург). Для реализации программы научных экспериментов в полете
биоспутника был создан комплекс аппаратуры, включающий:

— две капсулы БИОС-Примат для обеспечения условий содержания и
проведения исследований на обезьянах;

— прибор
Blobox (разработка Европейского
космического агентства), предназначенный для экспериментов по клеточной и
гравитационной биологии;


блоки и контейнеры для экспериментов с использованием объектов общей биологии;


аппаратуру для получения, регистрации и предварительной обработки
физиологической информации;


систему управления комплексом научной аппаратуры биоспутника с использованием
отечественных микропроцессоров;


четыре контейнера для размещения пассивных сборок на внешней поверхности
спускаемого аппарата.

В соответствии с
научной программой предусматривалось орбитальное функционирование биоспутника
продолжительностью до 14 суток и возможность коррекции длительности полета с
учетом следующих факторов:

— реального хода
выполнения научной программы;

— данных о расходовании
энергетических запасов химического источника тепла;

— состояния систем КА;

— условий среды
обитания внутри СА;

— метеоусловий в
районах предполагаемых мест приземления.

Фактическая
продолжительность полета БИОН-10 составила 11 суток 16 часов. В гермоконтейнере
давление поддерживалось на уровне 720-760 мм рт. ст., парциальное давление кислорода составляло 140-180 мм рт. ст., углекислого газа — не превышало 1 мм рт. ст., относительная влажность воздуха составляла 30-70%, температура воздуха в первые 9.5
суток поддерживалась в диапазоне от 20°С до 26°С, а затем в течении 15 часов
повышалась и достигла 30-31.3 С (когда орбита спутника стала полностью
солнечной, т.е. перестала заходить в тень Земли).

Исследования на 2-х обезьянах были дополнены серией
биологических экспериментов в области клеточной и популяционной биологии,
биологии развития, хроно- и радиобиологии. Для этих целей использовали культуры
растительных и животных клеток и тканей, насекомых (плодовых мушек дрозофил,
пустынных жуков-чернотелок, личинки тутового шелкопряда) и земноводных
(испанских тритонов и икру шпорцевых лягушек).

2.  
Кобелев В.Н.,
Милованов А.Г. Ракеты-носители. М.: МГАТУ, 1993

3.  
Полет Космос-2229
//Авиакосмическая и экологическая медицина №1. 1993. С. 79-81.

4.  
Д.И. Козлов, Г.П.
Аншаков, В.Ф. Агарков и др. Конструирование автоматических космических
аппаратов /Под ред. Д.И. Козлова. М.: Машиностроение, 1996. 448с. ил.

5.  
Гущин В.Н. Основы
устройства космических аппаратов /Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2003.
272с. : ил.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *