Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 435
Космические системы связи разработки ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королёва
Статья научная
Систематизированы результаты создания и эксплуатации спутников связи первого поколения «Молния» и последнего поколения «Ямал», а также проектно-концептуальных исследований возможности создания глобальной системы связи. Спутник связи «Молния» в РКК «Энергия» сразу проектировали для штатной системы связи по территории Советского Союза. После первых четырех успешных пусков изготовление и эксплуатацию спутников передали в АО «Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнёва». Всего было 164 успешных пуска спутников серии «Молния». Описаны проводившиеся, в т. ч. на пилотируемых объектах, эксперименты по созданию новых высокоэффективных средств связи. Рассмотрена возможность создания глобальной системы связи на основе трех спутников массой 17...20 т на геостационарной орбите с лучшими эксплуатационными характеристиками относительно многоспутниковых систем. Спутник создается путем стыковки на геостационарной орбите космической платформы и двух модулей полезной нагрузки, причем эти модули могут заменяться в процессе эксплуатации. Платформа может быть создана на основе тонкопленочных солнечных батарей мощностью 60...80 кВт и на основе двухрежимной термоэмиссионно-термоэлектрической ядерно-энергетической установки мощностью 400 кВт в режиме электроракетной доставки и 160 кВт в режиме электропитания функциональной аппаратуры с ресурсом 15.20 лет. Приведены результаты создания и более чем 10-летней эксплуатации геостационарных спутников связи - сначала «Ямал-100», а затем «Ямал-200». Спутник создавался по новым для российской космической промышленности технологиям. Показана высокая эффективность созданных на основе отечественных технологий спутников связи. Доля «Ямал-100» в общем балансе функционирующих российских транспондеров составляла 10%, однако он обеспечивал 60% объема трансляции региональных и 50% трансляции центральных ТВ-программ и 25% пользовательского доступа в Интернет. Показано, что на базе созданной платформы «Ямал» открываются широкие возможности для создания автоматических космических аппаратов различного назначения.
Бесплатно
Космический комплекс для решения энергоклиматических проблем на Земле
Статья научная
Для решения энергоклиматических проблем на Земле предлагается создать космический комплекс, в состав которого должны входить система энергоснабжения Земли из космоса и космическая система регулирования термического режима атмосферы Земли, чьи элементы предполагается производить лунной промышленной инфраструктурой, использующей ресурсы Луны.
Бесплатно
Космический порт для доставки экипажа на поверхность Луны
Статья научная
Успех программы «Международная космическая станция» вдохновил его партнеров совместно рассмотреть возможные шаги в освоении космоса за пределами низкой околоземной орбиты. При этом приоритеты национальных программ партнеров (Луна, Марс, астероиды) оказались различными. Понимание преимуществ продвижения в дальний космос объединенной командой привело всех партнеров к выводу о целесообразности создания окололунной посещаемой (пересадочной) платформы, которая станет Космическим портом и будет способствовать реализации национальных программ. В настоящее время широко обсуждается концепция Космического порта, расположенного на окололунной вертикальной гало-орбите. Космический порт рассматривается как транспортный узел для поддержки программ освоения дальнего космоса: миссий к Луне, астероидам, Марсу, другим естественным и искусственным объектам за пределами околоземного пространства. В статье сравниваются схемы доставки экипажа на поверхность Луны с использованием лунного взлетно-посадочного комплекса, базирующегося и обслуживаемого в составе Космического порта. Использование Космического порта значительно снижает временные ограничения при проведении транспортных операций и обеспечивает условия для многоразового использования лунного корабля.
Бесплатно
Космический эксперимент «Микроспутник» на Российском сегменте Международной космической станции
Статья научная
Последнее десятилетие принесло серьезные изменения в наше понимание природы грозовых разрядов, что было также связано и с космическими исследованиями. Новый физический процесс, названный «земные гамма-всплески», был обнаружен в начале 1990-х гг. Он характеризуется исключительно мощными гамма-всплесками и радиочастотными импульсами, которые создают радиоизлучение в широкой полосе частот. Для исследования новых физических процессов при высотных атмосферных грозовых разрядах и механизмов формирования в них гамма-вспышек, инфракрасных и ультрафиолетовых излучений, электромагнитных излучений в широком диапазоне частот необходимо проводить в ионосфере, с беспрецедентно высоким (точнее единиц микросекунд) временным разрешением, синхронные измерения в оптическом радио - и гамма-диапазонах. Академический микроспутник «Чибис-М» 25 января 2012 г. выведен с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции на автономную круговую орбиту высотой 513 км, наклонением 52°.
Бесплатно
Космодром «Восточный» - будущее российской космонавтики
Статья научная
Рассмотрена необходимость создания нового космодрома для независимого выхода в космос с территории России и реализации масштабных космических проектов, в т. ч. пилотируемых. Приведена статистика пусков ракет-носителей ведущими космическими странами за последние восемь лет, и показана ведущая роль России в оказании пусковых услуг. В настоящее время большая часть пусков производится с арендуемого у республики Казахстан космодрома Байконур. Обсуждаются условия выбора места для нового космодрома и основные факторы, определившие место создания космодрома «Восточный» в Амурской области, включая географический и политический, возможность использования местных ресурсов, а также, в качестве правопреемника, военного космодрома «Свободный». В качестве средств выведения планируется использование семейства ракет-носителей «Ангара». Приведены этапы создания космодрома и система взаимодействия, координации и управления деятельностью разноведомственных органов, участвующих в строительстве. Подчеркивается, что освоение космоса с территории Амурской области является наиболее масштабным проектом освоения региона.
Бесплатно
Краткий обзор международных конференций SPACE 2014
Статья обзорная
Представлен краткий обзор докладов конференций по космонавтике, проведенных Американским институтом аэронавтики и астронавтики (American Institute of Aeronautics and Astronautics - AIAA) в августе 2014 г. (г. Сан-Диего, США). В обзоре упомянуто 86 докладов (около четверти) конференций AIAA Space Conference и AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference. Тематика докладов весьма обширна. Рассматривались перспективные проекты пилотируемых полетов за пределами околоземного пространства - окололунные полеты, миссии к окололунным точкам либрации, к астероидам и Марсу. Ряд сообщений включал комплексный взаимосвязанный анализ подобных миссий. Значительное число докладов было связано с различными аспектами околоземных космических полетов, такими как сближение на орбите и орбитальные инспекции, наблюдение Земли и космических объектов, многоспутниковые системы. Традиционно были представлены результаты разработки новых методов динамики полета.
Бесплатно
Криогенные пластичные смазки для ракетно-космической техники
Статья научная
В статье сформулированы требования к криогенным пластичным смазкам, применяемым в ракетно-космической технике. Представлены данные о смазках на основе перфторполиэфирной жидкости ФЭН. Предложены новые методы контроля смазок, позволяющие исследовать их химический состав и низко -температурные характеристики. Приведены результаты работы по исследованию аналогов ранее применявшихся криогенных смазок НИКА, НИРА и «Аметист». Практическая значимость работы подтверждена внедрением низкотемпературных смазок «Север», применяемых в настоящее время в изделиях ракетнокосмической техники, а также успешным использованием разработанных методов при входном контроле смазок в РКК «Энергия».
Бесплатно
Критерий точности и анализ многоспутниковых систем непрерывного наблюдения земли
Статья научная
В статье предложен критерий анализа точностных характеристик возможных структур прикладных спутниковых систем наблюдения (ССН) объектов на поверхности Земли и/или в приземном слое. Данный критерий не связан с особенностями бортовой аппаратуры, а учитывает структуру и динамику ССН. В основу данного критерия положено рассмотрение точности определения географических координат объектов. Приведен алгоритм численного моделирования ССН. Представлены сравнительные оценки точности для различных типов ССН. Рассмотрены точностные характеристики кинематически правильных и околополярных спутниковых систем при различных вариантах их построения. Описаны основные проектно-баллистические параметры, определяющие точность ССН и влияющие на стоимость их создания, а также показан характер влияния данных параметров. Результаты могут использоваться для начального выбора конфигурации ССН на этапе предварительного проектирования.
Бесплатно
Статья научная
В рамках космического эксперимента «Ураган» на борт Российского сегмента Международной космической станции доставлена научная аппаратура «Фотоспектральная система». С целью отработки методов съемки и синхронного селективного спектрометрирования участков земной поверхности данной научной аппаратурой была проведена серия синхронных трехуровневых экспериментов. В статье приведено описание аппаратуры «Фотоспектральная система» и некоторые результаты анализа данных, полученных с борта Российского сегмента Международной космической станции в ходе проведения летной отработки аппаратуры.
Бесплатно
Малый космический аппарат с магнитным парусом на высокотемпературных сверхпроводниках
Статья научная
Предлагается создание малого космического аппарата (МКА) для проведения эксперимента по использованию высокотемпературных сверхпроводников и материалов с памятью формы. Целью эксперимента является проверка технологической возможности создания сильного магнитного поля на МКА с помощью высокотемпературных сверхпроводников с использованием материалов с памятью формы для раскрываемых конструкций большой площади, а также исследование взаимодействия магнитного поля с плазмой солнечного ветра и возникающего при этом силового воздействия на МКА. Данная статья носит дискуссионный характер и позволяет по-новому взглянуть на возможность применения новых технологий в космической технике.
Бесплатно
Статья научная
Статья научная
Статья содержит результаты разработки математической модели динамики двухприводной электромеханической рулевой машины системы управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя пилотируемого транспортного корабля. В основу разработки математической модели рулевой машины положены математическая модель магнитоэлектрического двигателя (электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов), а также математические модели электромеханических приводов и систем. В статье проводится декомпозиция рулевой машины на составляющие функциональные элементы, и разрабатываются уравнения для момента инерции присоединённых к валам магнитоэлектрических двигателей подвижных частей рулевой машины, полного момента сопротивления вращению валов магнитоэлектрических двигателей и КПД редуктора. Выполняется агрегирование нелинейной математической модели динамики двухприводной электромеханической рулевой машины. Приводятся результаты апробации разработанной математической модели динамики такой рулевой машины для варианта её эксплуатации с функционированием одного из магнитоэлектрических двигателей и нахождением второго магнитоэлектрического двигателя в «холодном» резерве и для варианта её эксплуатации с функционированием обоих магнитоэлектрических двигателей. Расчётные графики переходных характеристик и данные экспериментов имеют расхождение менее 3%, что указывает на корректность разработанной математической модели двухприводной электромеханической рулевой машины.
Бесплатно
Статья научная
Новый периферийный стыковочный механизм входит в состав стыковочного агрегата, проект которого соответствует международному стандарту систем стыковки (IDSS). Кинематика механизма основана на платформе Гью-Стюарта. Для преобразования энергии сближения космических аппаратов используются пружинные механизмы, но традиционное демпфирование заменено накоплением энергии, поэтому конструкция содержит новые устройства. Математическая модель динамики стыковочного механизма, описанная в данной работе, учитывает все его основные особенности - кинематику, инерцию и формирование внутренних активных сил отдельными устройствами. Вместе с уравнениями динамики космических аппаратов и алгоритмами анализа контактного взаимодействия стыковочных агрегатов она входит в математическую модель стыковки, которая используется для анализа кинематики и динамики этого процесса от первого контакта до завершения стягивания.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы передачи, приема, преобразования и потребления энергии лазерного и СВЧ-излучений с Земли или космических энергетических станций. Предложена классификация перспективных систем дистанционного электропитания космических аппаратов (КА). Рассмотрена целесообразность применения дистанционного электропитания КА в различных случаях эксплуатации космической техники. Поставлена задача оценки возможностей существующих систем электроснабжения КА по приему и преобразованию излучения от дополнительных источников. Проведен анализ критериев качества импульсного или быстро меняющегося поступления энергии в систему электроснабжения КА. Рассмотрены структуры типовых каналов электропотребления системы электроснабжения КА. Описана эквивалентная схема замещения приемников импульсного или быстро меняющегося излучения. Предложена математическая модель канала электропотребления при неравномерном режиме поступления энергии на фотоэлектрические преобразователи. Представлены результаты математического моделирования, и проведен их анализ.
Бесплатно
Статья научная
Статья содержит результаты разработки математической модели динамики цифровой релейной системы управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя пилотируемого транспортного корабля. В основу разработки математической модели системы положены математические модели магнитоэлектрического двигателя (электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов) и двухприводной электромеханической рулевой машины, а также математические модели электромеханических приводов и систем. В статье проводится декомпозиция цифровой релейной электромеханической системы на составляющие функциональные элементы. Проводятся расчёты параметров составляющих функциональных элементов системы. Выполняется агрегирование нелинейной математической модели динамики цифровой релейной электромеханической системы. Приводятся результаты апробации разработанной математической модели динамики такой цифровой релейной электромеханической системы для варианта её эксплуатации с функционированием одного из магнитоэлектрических двигателей рулевой машины и нахождением второго магнитоэлектрического двигателя в «холодном» резерве и для варианта её эксплуатации с функционированием обоих двигателей.
Бесплатно
Статья научная
Статья содержит результаты разработки математической модели магнитоэлектрического двигателя постоянного тока рулевой машины жидкостного ракетного двигателя. В соответствии с теорией электрических машин, в математической модели рассматриваемого электродвигателя применяется единый электромагнитный коэффициент. Показывается, что повысить точность математической модели электродвигателя возможно путём применения вместо одного единого электромагнитного коэффициента двух различных коэффициентов математической модели: коэффициента электромагнитной скоростной связи и коэффициента моментной характеристики. Разрабатываются и предлагаются методы идентификации параметров математической модели магнитоэлектрического двигателя постоянного тока, имеющего естественную и искусственную статические характеристики, включающие определение его экспериментальных статических характеристик, вычисление значений параметров статических характеристик методом линейной регрессии и вычисление значений параметров математической модели электродвигателя по предлагаемым формулам.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена совокупность математических моделей, необходимая для формализации задачи параметрического синтеза энергодвигательного комплекса системы транспортно-технического обеспечения орбитальной группировки космических аппаратов. Представлена классификация математических моделей энергодвигательных комплексов и их наиболее характерные примеры. Использование разработанных моделей позволяет формализовать и решить задачу оптимизации проектных параметров энергодвигательных комплексов системы транспортно-технического обеспечения с учетом неопределенности исходной информации.
Бесплатно
Математическое моделирование выпуска тросовой системы из вращающегося центрального тела
Статья научная
В статье исследуется задача выпуска весомого троса, представляющего часть полотнища круглого солнечного паруса в уложенном состоянии, под действием центробежных сил инерции. Аналитическим путем находится угол наклона квазистационарной формы троса при выпуске с постоянной скоростью. Рассматриваются различные способы выпуска троса: при постоянной скорости, при равномерно убывающей скорости и при скорости, обеспечивающей постоянное отклонение конца троса от радиального направления. Рассматриваются преимущества и недостатки каждого из способов выпуска. Основное внимание уделяется минимизации возмущающего воздействия троса на центральное вращающееся тело, из которого выпускается сложенное полотнище паруса. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании систем первоначального этапа раскрытия солнечных парусов на космических платформах с большими вращающимися солнечными парусами.
Бесплатно
Статья научная
В работе проведено математическое моделирование динамики контура управления ориентацией космического аппарата дистанционного зондирования Земли в процессе проведения съемок. Аппарат предназначен для осуществления съемок полосы вдоль трассы полета, стереосъемок, площадных и коридорных съемок под углом к трассе полета. Для обеспечения высокой маневренности аппарата в процессе съемок предполагается, что в контуре управления в качестве исполнительных органов используются двухстепенные силовые гироскопы. Проведены исследования возможностей выполнения данным аппаратом серий площадных и коридорных съемок. В контуре управления ориентацией были выбраны параметры управления, обеспечивающие заданные технические характеристики. Результаты моделирования подтвердили возможность выполнения аппаратом данных видов съемок и обеспечение заданных точностных характеристик.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлено описание трёх модулей математического моделирования из программного комплекса расчёта энергобаланса, созданного для решения задачи прогнозирования энергобаланса космических аппаратов. Программный комплекс применён для расчёта энергобаланса многоцелевого лабораторного модуля на автономном участке его полёта. Программный комплекс состоит из четырёх модулей. Модуль исходных данных представляет собой реляционную базу данных, включающую в себя описание бортовых систем, состоящих из приборов и агрегатов, потребляющих электроэнергию, и циклограмму их работы. Остальные три модуля являются математической моделью для определения необходимых в расчёте параметров: баллистических, энергопотребления бортовых систем, энергоприхода от солнечных батарей с учётом изменяющейся ориентации изделия и уровня запаса электрического заряда аккумуляторных батарей для режимов функционирования многоцелевого лабораторного модуля на этапах предстартовой подготовки, выведения, автономного полёта, причаливания и стыковки.
Бесплатно
Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 1. Исторический обзор
Статья научная
Рассмотрены история, особенности и основные результаты международного сотрудничества в сфере пилотируемых космических полетов, включая проект «Аполлон-Союз», орбитальные станции «Салют» и «Мир», и роль в этом процессе РКК «Энергия». Подчеркивается, что в программе «Аполлон-Союз» были выработаны основные положения международного сотрудничества, которые сохранились в течение более чем сорока лет. Многому научились при полетах на космических кораблях «Союз» интернациональных экипажей на советские орбитальные станции «Салют-6» и «Салют-7». На основе двусторонних соглашений наиболее крупные совместные программы выполнялись с Индией, Францией, США и Германией. Приведены результаты беспрецедентной международной программы работ и исследований на российском пилотируемом орбитальном комплексе «Мир» в течение 15-летнего полета станции и использования этого опыта при разработке Международной космической станции. Описаны результаты и опыт сотрудничества с США по программам «Мир-Shuttle» и «Мир-NASA» в тяжелые для России 90-е годы прошлого столетия. Ключевые слова: пилотируемая космонавтика, пилотируемые корабли, орбитальные станции, международное сотрудничество, научные эксперименты, «Аполлон-Союз», «Салют-6», «Салют-7», «Мир», «Мир-Shuttle», «Мир-NASA».
Бесплатно
