ההמצאה מתייחסת לטכנולוגיית חלל וניתן להשתמש בה על חלליות למטרות שונות. הפאנל הסולארי המוצע מורכב ממסגרת, קורה ואבנטים עליונים ותחתונים. הדלתות מאובטחות למסגרת, לקורה ולגוף החללית באמצעות פירולוקים עם כפות ומחוברות זו לזו באמצעות מהדקים. במקרה זה, אלמנט פירו-אלקטרי מותקן בנוסף בגוף של כל פירולוק, אשר מקיים אינטראקציה אוטונומית עם הכפתור, שבו נוצר חור שני עבור ציר נוסף. תפס תלוי על האבנט התחתון, קצה אחד יוצר אינטראקציה עם תושבת המקובעת בקשיחות לאבנט העליון, והקצה השני עם קצה הבריח המתאים. בתכנון המוצע נעשה שימוש בו-זמנית ב-pyro-medium כדי להדק את חבילת התריסים למסגרת ולקורה, כמו גם את המסגרת והקורה לגוף החללית. כתוצאה מכך, ההמצאה מאפשרת להגדיל את אמינות פתיחת תריסי הסוללה הסולארית בכ-100 פעמים. 11 חולה.
ההמצאה מתייחסת לטכנולוגיית חלל וניתן להשתמש בה על חלליות למטרות שונות. ידועה סוללה סולארית (SB) של החללית שפותחה על ידי TsSKB Samara, שרטוטים 11f624 8700-0, שהתצוגה הכללית שלה מוצגת באיור. 1 אב טיפוס. באיור. איור 2 מציג חתך רוחב של הסוללה (סעיף AA). באיור. איור 3 מציג חתך של הפירוכימיקל (B-B). באיור. 4 מציג אלמנט לקיבוע השסתומים, ואיור. 5 של אב הטיפוס מציג את הסוללה הסולארית במצב עבודה (פתוח). על גוף החללית 1 (איור 1) קבוע כונן 2, אל פיר הפלט שלו מחוברת מסגרת כוח 3 על גוף החללית מותקן ציוד 4 (איור 2), אשר , יחד עם השטח שמתחת לפירינג, קבעו את תצורת הסוללה במצב האחסון. על המסגרת 3 ועל הקורה 5 (איור 1), באמצעות מקבילית צירים 6 (איור 2), מותקנות דלתות תחתונות 7 ודלתות עליונות 8, מאובטחות בצד אחד עם תפס 9 (איור 4 של אב הטיפוס) , ובצד השני מחוברים בציר 10, מסגרת 3 וקורה 5 עם פירוכימיקלים 11 איור. 1 קבועים על גוף החללית. התקן הפיירו 11 הוא גוף 12, כנף 13, קפיץ פיתול 14, אלמנט פיתול 15 (לדוגמה, pyrobolt), אשר, עם הגלגלת 13, לוחץ את המסגרת 3 ואת הקורה 5 (איור 1) כדי גוף החללית 1. בגוף ה-pyro-element 12 (איור 3) וב-13 יש חור 16 עבור הציר הראשי 17. שימוש ב- pyroelements 11 (איור 2) בעיצוב דומה באמצעות אותו הדבר. pyroelements 15 (איור 3), הדלתות התחתונות 7 (איור 2) מחוברות למסגרת 3 וקורה 5 (איור 1) בשש נקודות חשמל. על אחד הצירים של המקבילית 6 (איור 2) מותקן קשיח פקה 18 (איור 4) הנשענת על תפס קפיצי 9, המחזיק את הדלתות 7 ו-8 במצב נעול. בד רשת נמתח לאורך ההיקף של כל דלת 7 ו-8, עליו קבועים ממירים פוטו-אלקטריים 19 (איור 5). חשיפת מועצת הביטחון מתרחשת ברצף הבא. לאחר שחרור יריעת הראש, ניתנת פקודה להפעיל את ה-pyroelements 15 (איור 3) של ההתקן הפירואלקטרי 11. לאורך מישור ההפרדה, ה-pyroelement 15 נקרע. את הכפתור 13 מסובב על ידי קפיץ הפיתול 14 בחור 16 ביחס לציר הראשי 17. החיבור בין המסגרת 3, הקורה 5 (איור 3) לגוף החללית 1 (איור 1) נשבר. כונן 2 מרחיק את לוח ה-SB מגוף ה-SC 1 ועוצר. ניתנת פקודה להפעיל את האלמנט הפירואלקטרי 15 (איור 3) של ההתקן הפירואלקטרי 11 (איור 2). החיבור בין הדש התחתון 7, מסגרת 3 וקורה 5 (איור 1) נשבר. תחת פעולת קפיצי פיתול המותקנים בצירי G (איור. 2) מקבילית צירים 6, הדשים 7 ו-8 מתחילים תנועה מקבילה מישורית בצירי המקבילית הצירים 6. הפקה 18 (איור 4), קבועה בקשיחות לציר, בזווית סיבוב מסוימת של הדשים 7 ו-8 משחרר את התפס הקפיץ 9, אשר נע בכיוון הצירי, פותח את האבנט 8 ביחס לאבנט 7. האבנט 8 מסתובב ביחס לציר 10, והאבנט 7 ממשיך בתנועתו המקבילה המישורית עד שהוא הוא קבוע על המסגרת 3 (איור 1) ועל הקורה 5. אבנט 8 (איור 4) קבוע בציר 10 עם אבנט 7. כך, כל ארבע הדלתות נפתחות וננעלות, ויוצרות פאנל שטוח אחד. כונן 2 (איור 1) מסובב את הפאנל למיקום האופטימלי ביחס לשמש. החיסרון של העיצוב המתואר הוא האמינות הנמוכה של פתיחת השסתומים. נוכחותם של מספר רב של pyroelements מפחיתה את הסבירות לפעולה ללא תקלות של מערכת הפריסה. כדי לפתוח פאנל SB אחד, יש צורך להפעיל 12 pyroelements (pyrobolts) בהתאם למפרט הטכני עבורם, P bolt = 0.99996, ועבור 12 P מערכות = 0.99996 12 = 0.99952 זה אומר, בערך, 1 כשל לכל 1000). מוצרים. בנוסף, התנועה הצירית של הבריח כאשר חורי הבסיס באבנטים שונים נעקרים עקב העיוותים התרמיים שלהם, נוטה ל"נשיכה", מה שמוביל לאי פתיחת האבנטים. מטרת ההמצאה הנוכחית היא להגביר את האמינות של פתיחת תריסי האבטחה על ידי הכנסת רכיבי שכפול. הבעיה נפתרת על ידי העובדה שבגוף של כל מכשיר פירואלקטרי (מנעול) מותקן בנוסף פירו-אלמנט שמקיים אינטראקציה עם הכפתור, ובריח מתנדנד תלוי על הכנף התחתון, קצה אחד נושק לתושבת המקובעת בקשיחות אבנט עליון, והשני מקיים אינטראקציה עם קצה הבריח. באיור. 6 מציג מבט כללי של ה-SB; באיור. 7 - חתך רוחב של SB; באיור. 8 - אלמנט לקיבוע האבנטים העליונים והתחתונים; באיור. איור 9 מציג התקן פיירו (מנעול) המאבטח את דלת ה-SB התחתונה עם מסגרת וקורה לגוף החללית; באיור. 10 מציג את המיקום של קישור העבודה לאחר הפעלת ה-pyroelement הראשי (squib); באיור. 11 - מיקום הקישור הפועל לאחר הפעלת האלמנט הפירואלקטרי הנוסף (סquib). הסוללה הסולארית מותקנת על גוף 20 (איור 6) של החללית. מסגרת כוח 22 מחוברת בצורה נוקשה לכונן 21. הציוד, למשל, אנטנה 23, ממוקם בין המסגרת 22 לקורה 24. על המסגרת 22 ועל הקורה 24 באמצעות מקבילית צירים 25 (איור. 7) מותקנים את האבנטים התחתונים 26 ו-27 העליונים. הדש התחתון 26, המחובר לדש 27 באמצעות ציר קפיצי 28, נלחץ כנגד הגוף 20 (איור 6) באמצעות אש 29 (איור 9). לפיכך, אמצעי הפיירו 29 נלחצים כנגד גוף החללית 20 (איור 6), הדשים 26 (איור 7), המסגרת 22 (איור 6) והקורה 24. בגוף 30 (איור 7). 9) של כל פירו-אמצעי 29 יש חור 31 לציר הראשי 32 ומותקן פירו-אלמנט 33 (סquib), אשר באינטראקציה עם הציר 32, מקבע את הידית 34 ביחס לגוף 30. פירו-אלמנט נוסף. 35 (איור 11) מותקן בגוף 30, מקיים אינטראקציה עם הציר הנוסף 36 (איור 10) ומקבע את המנוף 34 עם בית 30 (איור 9) ומכסה 37. הציר שלו 38 מקבע את המנוף 34 ביחס לגלגלת 37 ומבטיח את סיבוב המפרק שלהם ביחס לציר הנוסף 36 (איור 10) במארז 30 (איור 9), בו עשוי חריץ דמוי 39. דוחף קפיץ 40 מונח כנגד הידית 34, והגלגלת 37 מקיימת אינטראקציה עם קפיץ הפיתול הנטוי 41. על הדש 26 (איור 8) יש תפס 43 עמוס קפיץ בציר 42, שקצהו האחד מונח כנגד קצה 44 של התפס 45 העמוס קפיצי , מוחזק בעמדת ההפעלה מצלמת 46. הקצה השני של הבריח 43 מונע מהדש 27 להיפתח. עבודת החללית מתבצעת ברצף הבא. לאחר הפלת יריעת הראש, בהתבסס על המשימות הפונקציונליות של החללית, האנטנה 23 (איור 7) עם הכונן שלה מוסרת מגוף החללית 20 (איור 6) מאזור פריסת ה-SB והיא מקובעת ב- SB עמדת עבודה. לפיכך, אנטנה 23 (איור 7) משחררת את השטח לפתיחת התריסים 26 ו-27 על סיפון החללית. ניתן היה להשתמש במוצר פיירו ל: - הצמדת חבילת אבנטים למסגרת ולקורה ולפתיחתם לאחר מכן; - הידוק המסגרת והקורה לגוף החללית והפרדתם לאחר מכן. שימוש במוצר פיירו אחד לפתרון שתי בעיות מאפשר לצמצם את מספרן, מה שמגביר את אמינות המערכת. ניתנת פקודה להפעיל את ה-pyroelement הראשי 33 (איור 9) של המכשיר הפירואלקטרי 29. הציר הראשי 32, נע בכיוון הצירי, "שוקע" לתוך הבית 30. הידית 34 נמצאת תחת הכוח של הדחוס הקפיץ של הדוחף 40 יחד עם הכפתור 37 (איור 10) והציר שלו 38 מסתובב ביחס לציר הנוסף 36. במקרה זה, הציר 38 נע בחלל החריץ המסומן 39. מבלי לנתח את פעולתו של בהתקן הפירואלקטרי, פקודה נשלחת מהאלמנט הפירואלקטרי הראשי 33 לאחר 0.5-2 שניות לאלמנט הפירואלקטרי הגיבוי 35 (איור 11). בהשפעת גזי האבקה שלו, הציר הנוסף 36 "שוקע" (איור. 10), הגלגלת 37 מסובבת ביחס לציר הראשי 32 על ידי קפיץ פיתול 41. הדלתות 26 ו-27 (איור 7), המסגרת 22 (איור 6) והקורה 24 משוחררים מגוף הדלת. חללית 20, נפתחת בפעולת קפיצי פיתול המותקנים בצירים של מקבילית הציר 25 (איור 7). הפאנל מועבר על ידי כונן 21 למצב העבודה. הכפתור 37 (איור 10) אינו בולט מעבר למישור "u" ואינו מונע את הסרת אלמנטי ה-SB מגוף החללית. הפקה 46 (איור 8), קבועה בקשיחות לציר, בזווית סיבוב מסוימת משחררת את התפס 45, אשר נע בכיוון הצירי, משחרר את שוק התפס 43. מסתובב עם קפיץ פיתול, התפס 43 משחרר את הדש 57, הנפתח וננעל. במהלך תנועות הדדיות של השסתומים עקב עומס יתר ושינויי טמפרטורה, לקצה 44 של הבריח 45 יש את היכולת לנוע לאורך הריבוע. "I", שמבטל את אי פתיחת השסתומים. בשל העובדה ששני מנגנונים עצמאיים מותקנים בגוף המכשיר הפירואלקטרי 30 (איור 9), המופעלים על ידי פירו-אלמנטים (סquibs) 33 ו- 35 (איור 11), אמינות הפעולה של המכשיר הפירואלקטרי עולה ומסתמנת. אֶל
P o = 0.999999
ומכיוון שהצלחנו לפתור את בעיית ההידוק והפתיחה של האבנטים עם 6 פירוטכניקות (במקום 12), האמינות של פתיחת האבנטים היא
מערכת P = 0.999999 6 = 0.99999
זה בערך כשל אחד לכל 100,000 מוצרים. הכנסת תפס ציר לאבנט מונעת חסימה של התפס (אפילו עם תנועות טמפרטורה של האבנט זה לזה). הפתרון הטכני המוצע מאפשר להגדיל את האמינות של מערכת פתיחת דש SB בכ-100 פעמים.
נוסחת המצאה
סוללה סולארית של חללית, המורכבת ממסגרת, קרן, כנפיים עליונות ותחתונות, המחוברות זו בזו בזוגות על ידי מהדקים ומותקנות על המסגרת והקורה, המקובעים לגוף החללית באמצעות התקן פיירו עם סיבוב מסתובב. ביחס לציר בחור שנעשה בגוף ה-pyro-device, מאופיין בכך ש-pyroelement מותקן בנוסף בגוף ה-pyro-element, באינטראקציה עם הכפתור, ותפס קפיצי תלוי על הציר התחתון דש, קצה אחד ניגש לתושבת המחוברת בקשיחות לדש העליון, והשני יוצר אינטראקציה עם קצה הבריח.
הפילוסוף הרומי סנקה אמר: "אם אדם אינו יודע לאן הוא מפליג, אז אין רוח טובה עבורו." למעשה, מה תועלת לנו אם איננו יודעים את מיקומו של המכשיר בחלל? הסיפור הזה עוסק במכשירים שמאפשרים לנו לא ללכת לאיבוד בחלל.
ההתקדמות הטכנולוגית הפכה את מערכות בקרת הגישה לקטנות, זולות ונגישות. עכשיו אפילו מיקרו-לווין סטודנט יכול להתפאר במערכת התמצאות שחלוצי האסטרונאוטיקה רק יכלו לחלום עליה. הזדמנויות מוגבלות הולידו פתרונות גאוניים.
תשובה אסימטרית: אין התמצאות
הלוויינים הראשונים ואפילו התחנות הבין-כוכביות טסו ללא אוריינטציה. העברת הנתונים לכדור הארץ בוצעה באמצעות ערוץ רדיו, ומספר אנטנות, כך שהלוויין יוכל להיות בקשר בכל עמדה ובכל נפילה, שקלו הרבה פחות ממערכת בקרת הגישה. אפילו התחנות הבין-כוכביות הראשונות טסו ללא אוריינטציה:
לונה 2, התחנה הראשונה שהגיעה אל פני הירח. ארבע אנטנות בצדדים מספקות תקשורת בכל מיקום ביחס לכדור הארץ
גם היום, לפעמים קל יותר לכסות את כל פני השטח של לוויין בפאנלים סולאריים ולהתקין מספר אנטנות מאשר ליצור מערכת בקרת גישה. יתרה מכך, מטלות מסוימות אינן מצריכות התמצאות - למשל, ניתן לזהות קרניים קוסמיות בכל מיקום של הלוויין.
יתרונות:
- פשטות ואמינות מקסימלית. מערכת התמצאות חסרה לא יכולה להיכשל.
- מתאים כיום בעיקר למיקרו-לוויינים הפותרים בעיות פשוטות יחסית. לוויינים "רציניים" כבר לא יכולים להסתדר בלי מערכת בקרת גישה.
חיישן סולארי
עד אמצע המאה ה-20, תאים פוטו הפכו לדבר מוכר ושולט, ולכן אין זה מפתיע שהם יצאו לחלל. השמש הפכה למגדלור ברור עבור חיישנים כאלה. האור הבהיר שלו נפל על האלמנט הרגיש לאור ואיפשר לקבוע את הכיוון:
תוכניות פעולה שונות של חיישנים סולאריים מודרניים, בתחתית יש מטריצה רגישה לאור
אפשרות עיצוב נוספת, כאן המטריצה מעוקלת
חיישנים סולאריים מודרניים
יתרונות:
- פַּשְׁטוּת.
- זוֹל.
- ככל שהמסלול גבוה יותר, כך שטח הצל קטן יותר, והחיישן יכול לפעול זמן רב יותר.
- הדיוק הוא כדקת קשת אחת.
- אל תעבוד בצל כדור הארץ או גוף שמימי אחר.
- עשוי להיות נתון להפרעות מכדור הארץ, הירח וכו'.
החללית ווסטוק השתמשה בחוכמה בחיישן סולארי - הציר על השמש שימש בעת בניית הכיוון כדי להאט את הספינה. כמו כן, חיישנים סולאריים היו מבוקשים מאוד בתחנות בין-כוכביות, מכיוון שסוגים רבים אחרים של חיישנים אינם יכולים לפעול מחוץ למסלול כדור הארץ.
בשל פשטותם ועלותם הנמוכה, חיישנים סולאריים נפוצים כיום מאוד בטכנולוגיית החלל.
אינפרא אדום אנכי
כלי רכב שטסים במסלול כדור הארץ צריכים לעתים קרובות לקבוע את האנך המקומי - הכיוון לכיוון מרכז כדור הארץ. תאי פוטו גלויים אינם מתאימים במיוחד לכך - בצד הלילה כדור הארץ מואר הרבה פחות. אבל, למרבה המזל, בתחום האינפרא אדום, כדור הארץ החם זורח כמעט באותה מידה על חצי הכדור של היום והלילה. במסלולים נמוכים, חיישנים קובעים את מיקום האופק במסלולים גבוהים, הם סורקים את החלל בחיפוש אחר המעגל החם של כדור הארץ.מבחינה מבנית, ככלל, פלוטרים אנכיים אינפרא אדום מכילים מערכת של מראות או מראה סריקה:
מכלול אנכי אינפרא אדום עם גלגל תנופה. היחידה מיועדת להתמצאות מדויקת לכדור הארץ עבור לוויינים גיאוסטציונריים. המראה הסורקת נראית בבירור
דוגמה לשדה הראייה של אנכי האינפרא אדום. עיגול שחור - כדור הארץ
אנכיות אינפרא אדום ביתיות מיוצרות על ידי JSC "VNIIEM"
יתרונות:
- מסוגל לבנות אנכי מקומי בכל חלק של המסלול.
- אמינות גבוהה בדרך כלל.
- דיוק טוב -
- כיוון על ציר אחד בלבד.
- עבור מסלולים נמוכים, יש צורך בעיצובים מסוימים, עבור מסלולים גבוהים, אחרים.
- מידות ומשקל גדולים יחסית.
- רק למסלול כדור הארץ.
ספינת סויוז. חיישני SCI משוכפלים מוצגים באמצעות חיצים
ג'יראורביטנט
על מנת להנפיק דחף בלימה, יש צורך לדעת את כיוון וקטור המהירות המסלולית. החיישן הסולארי ייתן את הציר הנכון בערך פעם ביום. זה נורמלי עבור טיסות אסטרונאוטים במקרה חירום, אדם יכול לכוון את הספינה באופן ידני. אבל לספינות ווסטוק היו "אחים תאומים", לווייני הסיור של זניט, שגם הם היו צריכים להפיק דחף בלימה כדי להחזיר את הסרט שנלכד מהמסלול. המגבלות של החיישן הסולארי לא היו מקובלות, אז היה צריך להמציא משהו חדש. הפתרון הזה היה ה-gyroorbitant. כאשר אנך האינפרא אדום פועל, הספינה מסתובבת כי הציר לכדור הארץ מסתובב כל הזמן. כיוון התנועה המסלולית ידוע, ולכן לפי הכיוון שבו הספינה פונה, ניתן לקבוע את מיקומה:
לדוגמה, אם הספינה מתגלגלת ימינה כל הזמן, אז אנחנו טסים בצד ימין קדימה. ואם הספינה תעוף בירכתיים קדימה, אז היא תרים את אפה ללא הרף. בעזרת גירוסקופ, שנוטה לשמור על מיקומו, ניתן לקבוע את הסיבוב הזה:
ככל שהחץ מוסט יותר, כך הסיבוב לאורך ציר זה בולט יותר. שלוש מסגרות כאלה מאפשרות למדוד סיבוב לאורך שלושה צירים ולסובב את הספינה בהתאם.
ג'יראורביטנטים היו בשימוש נרחב בשנות ה-60-80, אך כעת נכחדו. חיישני מהירות זוויתית פשוטים אפשרו למדוד ביעילות את סיבוב הרכב, והמחשב המובנה יכול היה לקבוע בקלות את מיקום הספינה על פי הנתונים הללו.
חיישן יונים
זה היה רעיון נחמד להשלים את האנך האינפרא אדום עם חיישן יונים. במסלולי כדור הארץ נמוכים, יש מולקולות אטמוספריות שיכולות להיות יונים - הנושאות מטען חשמלי. על ידי התקנת חיישנים שמתעדים את זרימת היונים, ניתן לקבוע באיזה צד הספינה טסה קדימה במסלול - שם הזרימה תהיה מקסימלית:
ציוד מדעי למדידת ריכוז יונים חיוביים
חיישן היונים עבד מהר יותר - נדרשה כמעט מהפכה שלמה כדי לבנות אוריינטציה עם gyroorbitant, וחיישן היונים הצליח לבנות אוריינטציה תוך 10 דקות בערך. לרוע המזל, באזור דרום אמריקה ישנה מה שנקרא "באר יונים", מה שהופך את פעולת חיישן היונים לבלתי יציבה. על פי חוק השפלות, באזור דרום אמריקה הספינות שלנו צריכות להתמקד בבלימה לצורך נחיתה באזור בייקונור. חיישני יונים הותקנו בסויוז הראשון, אך הם ננטשו במהרה, וכעת הם אינם בשימוש בשום מקום.
חיישן כוכב
ציר אחד על השמש לרוב אינו מספיק. עבור ניווט, ייתכן שתזדקק לאובייקט בהיר נוסף, שכיוונו, יחד עם הציר לשמש, ייתן את הכיוון הרצוי. הכוכב קנופוס הפך לחפץ כזה - הוא השני בבהירותו בשמיים וממוקם רחוק מהשמש. החללית הראשונה שהשתמשה בכוכב להתמצאות הייתה מארינר 4, ששוגרה למאדים ב-1964. הרעיון התברר כמוצלח, למרות שחיישן הכוכבים שתה הרבה מהדם של ה-MCC - בעת בניית הכיוון הוא היה מכוון לכוכבים הלא נכונים, והיה צורך "לקפוץ" מעל הכוכבים במשך מספר ימים. לאחר שהחיישן סוף סוף כיוון לקנופוס, הוא התחיל לאבד אותו כל הזמן - פסולת שעפה ליד הגשושית הייתה לפעמים מהבהבת בבהירות ומפעילה מחדש את אלגוריתם חיפוש הכוכבים.חיישני הכוכבים הראשונים היו תאי פוטו בעלי שדה ראייה קטן שניתן היה לכוון לכוכב בהיר אחד בלבד. למרות היכולות המוגבלות שלהם, הם שימשו באופן פעיל בתחנות בין-כוכביות. כעת, הקידמה הטכנולוגית יצרה, למעשה, סוג חדש של מכשירים. חיישני כוכבים מודרניים משתמשים במטריצה של תאי פוטו, עובדים במקביל למחשב עם קטלוג כוכבים, וקובעים את כיוון המכשיר על סמך אותם כוכבים הנראים בשדה הראייה שלהם. חיישנים כאלה אינם דורשים בנייה ראשונית של כיוון גס על ידי מכשירים אחרים והם מסוגלים לקבוע את מיקומו של המכשיר ללא קשר לאזור השמים שאליו הם נשלחים.
עוקבי כוכבים אופייניים
ככל ששדה הראייה גדול יותר, כך קל יותר לניווט
איור פעולת החיישן - כיוון הראייה מחושב על סמך מיקומם היחסי של הכוכבים לפי נתוני הקטלוג
יתרונות:
- דיוק מרבי, יכול להיות פחות משנייה קשת.
- לא צריך מכשירים אחרים, יכול לקבוע את המיקום המדויק באופן עצמאי.
- עבודה בכל מסלול.
- מחיר גבוה.
- הם אינם פועלים כאשר המכשיר מסובב במהירות.
- רגיש לאור והפרעות.
מגנומטר
כיוון חדש יחסית הוא בניית התמצאות לפי השדה המגנטי של כדור הארץ. מגנומטרים למדידת השדה המגנטי הותקנו לעתים קרובות בתחנות בין-פלנטריות, אך לא שימשו להתמצאות.
השדה המגנטי של כדור הארץ מאפשר לך לבנות אוריינטציה לאורך כל שלושת הצירים
מגנומטר "מדעי" של בדיקות Pioneer-10 ו-11
המגנומטר הדיגיטלי הראשון. דגם זה הופיע בתחנת מיר בשנת 1998 והיה בשימוש בנחתת Philae של הגשושית רוזטה.
יתרונות:
- פשטות, זולות, אמינות, קומפקטיות.
- דיוק ממוצע, מדקות קשת ועד מספר שניות קשת.
- אתה יכול לבנות אוריינטציה לאורך כל שלושת הצירים.
- נתון להפרעות, כולל ומציוד חלליות.
- לא עובד מעל 10,000 ק"מ מכדור הארץ.
פלטפורמה מיוצבת ג'ירו
מבחינה היסטורית, חלליות טסו לעתים קרובות ללא אוריינטציה או במצב ספין סולארי. רק באזור יעד המשימה הם הפעילו מערכות פעילות, בנו התמצאות לאורך שלושה צירים והשלימו את משימתם. אבל מה אם נצטרך לשמור על אוריינטציה וולונטרית לאורך זמן? במקרה זה, עלינו "לזכור" את המיקום הנוכחי ולתעד את הסיבובים והתמרונים שלנו. ובשביל זה, האנושות לא המציאה שום דבר טוב יותר מאשר ג'ירוסקופים (למדוד זוויות סיבוב) ומדדי תאוצה (למדוד תאוצות ליניאריות).ג'ירוסקופים
התכונה של גירוסקופ לשאוף לשמור על מיקומו בחלל ידועה ברבים:
בתחילה, גירוסקופים היו מכניים בלבד. אבל הקידמה הטכנולוגית הובילה להופעתם של סוגים רבים אחרים.
גירוסקופים אופטיים. גירוסקופים אופטיים - לייזר וסיבים אופטיים - נבדלים על ידי דיוק גבוה מאוד והיעדר חלקים נעים. במקרה זה, נעשה שימוש באפקט Sagnac - הסטת פאזה של גלים באינטרפרומטר טבעת מסתובבת.
גירוסקופ לייזר
גירוסקופים של גל מצב מוצק. במקרה זה נמדדת הקדמה של גל עומד של מוצק מהדהד. הם אינם מכילים חלקים נעים והם מאוד מדויקים.
גירוסקופים של רטט. הם משתמשים באפקט קוריוליס לתפעול - רעידות של חלק אחד של הג'ירוסקופ בעת סיבוב מסיטים את החלק הרגיש:
גירוסקופים רוטטים מיוצרים בגרסת MEMS הם זולים וקטנים מאוד בגודלם עם דיוק טוב יחסית. הג'ירוסקופים האלה נמצאים בטלפונים, quadcopters וציוד דומה. גירוסקופ MEMS יכול לפעול גם בחלל, והם מותקנים על מיקרו-לוויינים.
הגודל והדיוק של גירוסקופים ברורים:
מדי תאוצה
מבחינה מבנית, מדי תאוצה הם מאזניים - עומס קבוע משנה את משקלו בהשפעת תאוצות, והחיישן ממיר משקל זה לערך תאוצה. כעת מדי תאוצה, בנוסף לגרסאות גדולות ויקרות, רכשו אנלוגים של MEMS:
דוגמה למד תאוצה "גדול".
מיקרוסקופ של מד תאוצה MEMS
השילוב של שלושה מדי תאוצה ושלושה ג'ירוסקופים מאפשר לתעד סיבוב ותאוצה בכל שלושת הצירים. מכשיר כזה נקרא פלטפורמה מיוצבת ג'ירו. עם שחר האסטרונאוטיקה, הם היו אפשריים רק על גימבל והיו מאוד מורכבים ויקרים.
פלטפורמה מיוצבת ג'ירו של אפולו. הגליל הכחול בחזית הוא גירוסקופ. סרטון בדיקת פלטפורמה
פסגת המערכות המכניות היו מערכות ללא קלפים, כאשר הפלטפורמה הייתה תלויה ללא תנועה בזרימות גז. זה היה היי-טק, תוצאה של עבודה של צוותים גדולים, מכשירים מאוד יקרים וסודיים.
הכדור במרכז הוא פלטפורמה מיוצבת ג'ירו. מערכת הדרכה ICBM של שומרי השלום
ובכן, כעת התפתחות האלקטרוניקה הובילה לכך שפלטפורמה עם דיוק המתאימה ללוויינים פשוטים נכנסת לכף היד, היא מפותחת על ידי סטודנטים, ואפילו קוד המקור מתפרסם.
פלטפורמות MARG הפכו לחידוש מעניין. בהם, נתונים מג'ירוסקופים ומדי תאוצה מתווספים בחיישנים מגנטיים, המאפשרים לתקן את השגיאה המצטברת של הג'ירוסקופים. חיישן MARG הוא כנראה האופציה המתאימה ביותר למיקרו-לוויינים - הוא קטן, פשוט, זול, אין לו חלקים נעים, צורך מעט חשמל, ומספק כיוון תלת-צירי עם תיקון שגיאות.
במערכות "רציניות", חיישני כוכבים משמשים בדרך כלל לתיקון שגיאות כיוון של פלטפורמה מיוצבת ג'ירו.
לפני יותר משישים שנה החל עידן האנרגיה הסולארית המעשית. ב-1954, שלושה מדענים אמריקאים הציגו לעולם את התאים הסולאריים הראשונים המבוססים על סיליקון. הסיכוי להשיג חשמל חינם התממש מהר מאוד, ומרכזים מדעיים מובילים ברחבי העולם החלו לעבוד על יצירת תחנות כוח סולאריות. ה"צרכן" הראשון של פאנלים סולאריים היה תעשיית החלל. כאן, כמו בשום מקום אחר, היה צורך במקורות אנרגיה מתחדשים, שכן הסוללות המשולבות בלוויינים מיצו במהירות את משאביהן.
ורק ארבע שנים לאחר מכן, פאנלים סולאריים בחלל החלו בתפקידם הבלתי מוגבל. במרץ 1958 שיגרה ארצות הברית לוויין עם פאנלים סולאריים על הסיפון. פחות מחודשיים לאחר מכן, ב-15 במאי 1958, שיגרה ברית המועצות את ספוטניק 3 למסלול אליפטי סביב כדור הארץ עם פאנלים סולאריים על הסיפון.
תחנת הכוח הסולארית הביתית הראשונה בחלל
לוחות סולאריים מסיליקון הותקנו בתחתית ובאף של ספוטניק 3. הסדר זה איפשר לקבל חשמל נוסף כמעט ברציפות, ללא קשר למיקומו של הלוויין במסלול ביחס לשמש.
הלוויין המלאכותי השלישי. הפאנל הסולארי נראה בבירור
הסוללות המשולבות מיצו את חיי השירות שלהן תוך 20 יום, וב-3 ביוני 1958, רוב המכשירים שהותקנו על הלוויין הופסקו. אולם המכשיר לחקר קרינת השמש, משדר הרדיו ששלח את המידע המתקבל לקרקע ומשואה הרדיו המשיכו לפעול. לאחר שהסוללות המשולבות התרוקנו, התקנים אלה הופעלו לחלוטין על ידי פאנלים סולאריים. משואה הרדיו פעלה כמעט עד שהלוויין נשרף באטמוספירה של כדור הארץ בשנת 1960.
פיתוח פוטו-אנרגיה בחלל הביתי
מעצבים חשבו על אספקת חשמל לחללית אפילו בשלב התכנון של כלי השיגור הראשונים. אחרי הכל, לא ניתן להחליף סוללות בחלל, מה שאומר שחיי השירות הפעילים של חללית נקבעים רק לפי הקיבולת של הסוללות המשולבות. לווייני האדמה המלאכותיים הראשונים והשניים היו מצוידים רק בסוללות על הסיפון, שהתרוקנו לאחר מספר שבועות של פעילות. החל מהלוויין השלישי, כל החלליות שלאחר מכן היו מצוידות בפאנלים סולאריים.
המפתח והיצרן העיקרי של תחנות כוח סולאריות בחלל היה מפעל המחקר והייצור Kvant. פאנלים סולאריים של Kvant מותקנים כמעט בכל חלליות הבית. בהתחלה זה היה תאים סולריים סיליקון. כוחם הוגבל הן על ידי מידות ומשקל נתונים. אבל אז מדענים של Kvant פיתחו וייצרו את התאים הסולאריים הראשונים בעולם המבוססים על מוליך למחצה חדש לחלוטין - גליום ארסניד (GaAs).
בנוסף, הוכנסו לייצור לוחות הליום חדשים לחלוטין, שלא היו להם אנלוגים בעולם. מוצר חדש זה הוא לוחות הליום יעילים ביותר על מצע עם מבנה רשת או מיתר.
לוחות הליום עם גב רשת וחוט
לוחות סיליקון הליום בעלי רגישות דו-כיוונית תוכננו ויוצרו במיוחד להתקנה על חלליות במסלול נמוך. לדוגמה, עבור הקטע הרוסי של תחנת החלל הבינלאומית (חללית Zvezda), יוצרו לוחות מבוססי סיליקון עם רגישות דו-כיוונית, ושטחו של לוח אחד היה 72 מ"ר.
סוללה סולארית של החללית Zvezda
תאים סולאריים גמישים עם מאפייני משקל סגולי מצוינים פותחו גם הם על בסיס סיליקון אמורפי והוכנסו לייצור: במשקל של 400 גרם/מ"ר בלבד, סוללות אלו ייצרו חשמל עם מחוון של 220 ואט/ק"ג.
סוללת ג'ל גמישה המבוססת על סיליקון אמורפי
כדי לשפר את היעילות של תאים סולאריים, בוצעו מחקרים ובדיקות מקיפות על הקרקע כדי לחשוף את ההשפעות השליליות של החלל הגדול על לוחות הליום. כך אפשר היה לעבור לייצור סוללות סולאריות לסוגים שונים של חלליות בעלות חיים פעילים של עד 15 שנים.
חללית משימת ונוס
בנובמבר 1965, במרווח של ארבעה ימים, שוגרו שתי חלליות, ונרה 2 ו-ונרה 3, אל שכנתנו הקרובה ביותר, ונוס. אלה היו שתי בדיקות חלל זהות לחלוטין, שעיקר תפקידן היה לנחות על נוגה. שתי החלליות היו מצוידות בפאנלים סולאריים המבוססים על גליום ארסניד, שהוכיחו את עצמם על חלליות קודמות לכדור הארץ. במהלך הטיסה, כל הציוד של שתי הגשושות פעל ללא הפרעה. 26 מפגשי תקשורת בוצעו עם תחנת Venera-2, ו-63 עם תחנת Venera-3 כך אושרה האמינות הגבוהה ביותר של סוללות סולאריות מסוג זה.
עקב כשלים בציוד הבקרה אבד הקשר עם ונרה 2, אך תחנת ונרה 3 המשיכה בדרכה. בסוף דצמבר 1965 בעקבות פקודה מכדור הארץ תוקן המסלול וב-1 במרץ 1966 הגיעה התחנה לנוגה.
הנתונים שהתקבלו כתוצאה מטיסת שתי התחנות הללו נלקחו בחשבון בהכנת המשימה החדשה, וביוני 1967 הושקה לכיוון נוגה תחנה אוטומטית חדשה, ונרה-4. בדיוק כמו שני קודמיו, הוא היה מצויד בפאנלים סולאריים גליום ארסניד בשטח כולל של 2.4 מ"ר. סוללות אלו תמכו בפעולה של כמעט כל הציוד.
תחנה "ונרה-4". להלן מודול הירידה
ב-18 באוקטובר 1967, לאחר שהרכב הירידה נפרד ונכנס לאטמוספירה של נוגה, המשיכה התחנה בעבודתה במסלול, כולל שימשה כממסר של אותות ממשדר הרדיו של רכב הירידה לכדור הארץ.
חללית של משימת לונה
סוללות סולאריות המבוססות על גליום ארסניד היו Lunokhod-1 ו- Lunokhod-2. הפאנלים הסולאריים של שני המכשירים הותקנו על כיסויי צירים ושימשו נאמנה לאורך כל תקופת ההפעלה. יתרה מכך, ב- Lunokhod-1, שהתוכנית והמשאב שלו תוכננו לחודש הפעלה, הסוללות החזיקו מעמד שלושה חודשים, פי שלושה מהמתוכנן.
Lunokhod-2 עבד על פני הירח במשך קצת יותר מארבעה חודשים, כשהיא מכסה מרחק של 37 קילומטרים. זה עדיין יכול לעבוד אם הציוד לא התחמם יתר על המידה. המכשיר נפל לתוך מכתש טרי עם אדמה רופפת. החלקתי הרבה זמן, אבל בסוף הצלחתי לצאת בהילוך אחורי. כשהוא טיפס מהחור, כמות קטנה של אדמה נפלה על הכיסוי עם פאנלים סולאריים. כדי לשמור על משטר תרמי נתון, הפאנלים הסולאריים המקופלים הונמכו על המכסה העליון של תא החומרה בלילה. לאחר היציאה מהמכתש וסגירת המכסה, נפלה אדמה ממנו על תא החומרה והפכה למעין מבודד חום. במהלך היום הטמפרטורה עלתה מעל מאה מעלות, הציוד לא עמד בכך וכשל.
פאנלים סולאריים מודרניים, המיוצרים בטכנולוגיה העדכנית ביותר של ננו, תוך שימוש בחומרים מוליכים למחצה חדשים, אפשרו להגיע ליעילות של עד 35% עם הפחתה משמעותית במשקל. ולוחות ההליום החדשים האלה משרתים נאמנה בכל המכשירים הנשלחים הן למסלולים קרובים לכדור הארץ והן לחלל העמוק.
סוללה סולארית ב-ISS
סוללה סולארית היא מספר ממירים פוטואלקטריים (פוטואלקטריים) משולבים - מכשירים מוליכים למחצה הממירים ישירות את אנרגיית השמש לזרם חשמלי ישר, בניגוד לקולטים סולאריים המחממים את חומר נוזל הקירור.
מכשירים שונים המאפשרים להמיר קרינת שמש לאנרגיה תרמית וחשמלית הם מושא למחקר באנרגיה סולארית (מהיוונית helios Ήλιος, Helios -). הייצור של תאים פוטו-וולטאיים וקולטים סולאריים מתפתח לכיוונים שונים. פאנלים סולאריים מגיעים במגוון גדלים, מאלה המובנים במיקרו מחשבונים ועד לאלו התופסים את גגות המכוניות והמבנים.
כַּתָבָה
אבות הטיפוס הראשונים של תאים סולאריים נוצרו על ידי פוטוכימאי איטלקי ממוצא ארמני, Giacomo Luigi Ciamician.
ב-25 באפריל 1954, הודיעה מעבדות בל על יצירת התאים הסולאריים הראשונים המבוססים על סיליקון שייצרו זרם חשמלי. תגלית זו נעשתה על ידי שלושה עובדים של החברה - קלווין סאות'ר פולר, דריל צ'אפין וג'רלד פירסון. רק 4 שנים מאוחר יותר, ב-17 במרץ 1958, הושק בארצות הברית הראשון עם פאנלים סולאריים, ואנגארד 1, רק כמה חודשים לאחר מכן, ב-15 במאי 1958, הושק גם ספוטניק 3 בברית המועצות. באמצעות פאנלים סולאריים.
השתמש בחלל
סוללות סולאריות הן אחת הדרכים העיקריות להפקת אנרגיה חשמלית: הן פועלות לאורך זמן מבלי לצרוך חומרים כלשהם, ובמקביל הן ידידותיות לסביבה, בניגוד לגרעין ו.
עם זאת, כאשר טסים במרחק רב מהשמש (מעבר למסלול), השימוש בהם הופך לבעייתי, שכן זרימת האנרגיה הסולארית עומדת ביחס הפוך לריבוע המרחק מהשמש. כאשר טסים, להיפך, כוחם של פאנלים סולאריים עולה באופן משמעותי (באזור נוגה פי 2, באזור מרקורי פי 6).
יעילות של תאי פוטו ומודולים
הספק של שטף קרינת השמש בכניסה לאטמוספירה (AM0) הוא כ-1366 וואט למ"ר (ראה גם AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). יחד עם זאת, ההספק הספציפי של קרינת השמש באירופה במזג אוויר מעונן מאוד, אפילו במהלך היום, יכול להיות פחות מ-100 ואט/מ"ר. באמצעות פאנלים סולאריים נפוצים המיוצרים תעשייתית, ניתן להמיר אנרגיה זו לחשמל ביעילות של 9-24%. במקרה זה, מחיר הסוללה יעמוד על כ-1-3 דולר אמריקאי לוואט הספק נקוב. עבור ייצור חשמל תעשייתי באמצעות תאים סולאריים, המחיר לקוט"ש יהיה 0.25 דולר לפי איגוד הפוטו-וולטאים האירופי (EPIA), עד 2020 עלות החשמל המיוצר על ידי מערכות סולאריות תרד לפחות מ-0.10 אירו לקילו-ואט לתעשייה התקנות ופחות מ-0.15 € לקוט"ש עבור התקנות בבנייני מגורים.
ב-2009 הדגימה Spectrolab (חברה בת של בואינג) תא סולארי בנצילות של 41.6%. בינואר 2011 צפויים להיכנס לשוק תאים סולאריים של חברה זו ביעילות של 39%. בשנת 2011 השיגה חברת Solar Junction הקליפורנית יעילות של 43.5% עבור תא סולארי בגודל 5.5x5.5 מ"מ, שהייתה גבוהה ב-1.2% מהשיא הקודם.
בשנת 2012, מורגן סולאר יצרה את מערכת Sun Simba מפולימתיל-מתאקרילט (פרספקס), גרמניום וגליום ארסניד, תוך שילוב של רכז עם פאנל שעליו מותקן תא סולארי. יעילות המערכת כשהפאנל היה נייח הייתה 26-30% (תלוי בזמן השנה ובזווית שבה נמצאת השמש), פי שניים מהיעילות המעשית של תאים סולאריים המבוססים על סיליקון גבישי.
בשנת 2013 יצרה שארפ תא סולארי תלת-שכבתי בגודל 4X4 מ"מ על בסיס אינדיום גליום ארסניד עם יעילות של 44.4%, וקבוצת מומחים ממכון פראונהופר למערכות אנרגיה סולארית, Soitec, CEA-Leti ומרכז הלמהולץ ברלין יצר תא פוטו באמצעות עדשות פרנל עם יעילות של 44.7%, העולה על ההישג שלו עצמו של 43.6%. בשנת 2014, מכון פראונהופר למערכות אנרגיה סולארית יצר תאים סולאריים שבזכות עדשה הממקדת אור על תא פוטו קטן מאוד, היו בעלי יעילות של 46%.
בשנת 2014 פיתחו מדענים ספרדים תא פוטו-וולטאי העשוי מסיליקון שיכול להמיר קרינת אינפרא אדומה מהשמש לחשמל.
כיוון מבטיח הוא יצירת תאים פוטו המבוססים על ננואנטנות הפועלות על ידי יישור ישיר של זרמים המושרים באנטנה קטנה (כ-200-300 ננומטר) על ידי אור (כלומר, קרינה אלקטרומגנטית בתדר של כ-500 THz). ננואנטנות אינן דורשות חומרי גלם יקרים לייצור ובעלות יעילות פוטנציאלית של עד 85%.
| סוּג | מקדם המרה פוטו-אלקטרי, % |
|---|---|
| סִילִיקוֹן | |
| Si (גבישי) | 24,7 |
| Si (רב גבישי) | 20,3 |
| Si (שידור סרט דק) | 16,6 |
| Si (תת-מודול סרט דק) | 10,4 |
| III-V | |
| GaAs (גבישי) | 25,1 |
| GaAs (סרט דק) | 24,5 |
| GaAs (רב גבישי) | 18,2 |
| InP (גבישי) | 21,9 |
| סרטים דקים של כלקוגנידים | |
| CIGS (פוטו תא) | 19,9 |
| CIGS (תת-מודול) | 16,6 |
| CdTe (פוטותא) | 16,5 |
| סיליקון אמורפי/ננו-גבישי | |
| Si (אמורפי) | 9,5 |
| Si (ננו-גביש) | 10,1 |
| פוטוכימיקלים | |
| מבוסס על צבעים אורגניים | 10,4 |
| מבוסס על צבעים אורגניים (תת-מודול) | 7,9 |
| אוֹרְגָנִי | |
| פולימר אורגני | 5,15 |
| רב שכבתי | |
| GaInP/GaAs/Ge | 32,0 |
| GaInP/GaAs | 30,3 |
| GaAs/CIS (סרט דק) | 25,8 |
| a-Si/mc-Si (תת-מודול דק) | 11,7 |
גורמים המשפיעים על היעילות של תאי פוטו
התכונות המבניות של תאי פוטו גורמות לירידה בביצועים של לוחות עם עליית הטמפרטורה.
ממאפייני הביצועים של הפאנל הפוטו-וולטאי ברור שכדי להשיג את היעילות הגדולה ביותר, נדרשת בחירה נכונה של התנגדות העומס. לשם כך, לוחות פוטו-וולטאיים אינם מחוברים ישירות לעומס, אלא משתמשים בבקר בקרת מערכות פוטו-וולטאיות, המבטיח פעולה מיטבית של הפאנלים.
הֲפָקָה
לעתים קרובות מאוד תאי פוטו בודדים אינם מייצרים מספיק כוח. לכן, מספר מסוים של תאים פוטו-וולטאיים משולבים במה שנקרא מודולים סולאריים פוטו-וולטאיים ומותקן חיזוק בין לוחות הזכוכית. מכלול זה יכול להיות אוטומטי לחלוטין.
בעלי פטנט RU 2322373:
ההמצאות מתייחסות לאספקת חשמל של חלליות (SC) באמצעות פאנלים סולאריים (SB). השיטה המוצעת כוללת סיבוב של הפאנלים הסולאריים למצב עבודה התואם ליישור הנורמלי למשטח המואר שלהם עם המישור שנוצר על ידי ציר הסיבוב של הפאנלים הסולאריים והכיוון לשמש. במקביל, נמדדות צפיפות השטף של קרינה אלקטרומגנטית סולארית וחלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה, הקובעים את רגעי תחילת פעילות השמש והגעת חלקיקים אלו על פני החללית. בנוסף, נקבעים רגעי הופעתם של מבשרי ההשפעה השלילית של זרימות החלקיקים הללו על החללית. ברגעים אלה, הסוללות המובנות של החללית נטענות לרמה המרבית. כאשר צפיפות שטף החלקיקים עולה על ערכי הסף, לוחות פאנלים סולאריים נפרסים בזווית בין הנורמלי שצוין לכיוון השמש, התואמת את שטח ההשפעה המינימלי של שטפי החלקיקים על פני הפאנל הסולארי. המחסור בחשמל על סיפון החללית מכוסה על ידי פריקת הסוללות. כאשר מגיעים לרמת הטעינה המינימלית המותרת של סוללות אלו, הן מנותקות מהעומס. לאחר שהסתיימה פגיעת החלקיקים על החללית, לוחות ה-SB מוחזרים למצב העבודה שלהם. מערכת הבקרה המוצעת כוללת את הבלוקים והחיבורים הדרושים ביניהם לביצוע הפעולות המתוארות לעיל. יתרה מכך, הוא כולל בלוק לקביעת הזרם הנדרש ממערכת השמש, בלוק לקביעת רגעי הופעתם של המבשרים על ההשפעה השלילית של חלקיקים עתירי אנרגיה על החללית, ובלוק לקביעת רמת המטען המותרת של את הסוללות. התוצאה הטכנית של ההמצאות היא החלשת ההשפעה השלילית של זרימות חלקיקים עתירות אנרגיה על משטח העבודה של הפאנל הסולארי על ידי מיקסום זווית הסיבוב ה"מגן" של הפאנל הסולארי מכיוון זרימות אלו מהשמש. 2 n.p. פלי, 1 חולה.
ההמצאה מתייחסת לתחום טכנולוגיית החלל, כלומר למערכות אספקת חשמל (SES) של חלליות (SC), וניתן להשתמש בה כדי לשלוט במיקום הפאנלים הסולאריים שלהן (SB).
קיימת שיטה ידועה לשליטה במיקום לוחות SB, שאומצה כאנלוגי (ראה, עמ' 190-194). מהות השיטה היא כדלקמן. לוחות ה-SB מכוונים בצורה כזו שהזווית בין הנורמלי למשטח העבודה המואר שלהם לבין הכיוון לשמש היא ערך מינימלי, המבטיח את זרימת החשמל המקסימלית מה-SB.
כדי להבטיח יעילות גבוהה של מערכת השמש, רוב החלליות מצוידות במערכת לכיוון האוטומטי שלהן לשמש. מערכת כזו כוללת חיישנים סולאריים, התקני המרת לוגיקה והנעים חשמליים השולטים במיקום המערכת הסולארית.
החיסרון של שיטה זו ושל מערכת בקרת מיקום החללית SB הוא שפעולותיהן אינן מספקות הגנה מפני ההשפעה השלילית של גורמים סביבתיים (EFF) על משטחי העבודה של לוחות ה-SB, כגון, למשל, הגנה מגזים הבורחים הפעלת מנועי סילון (RE ) חלליות (ראה, עמ' 311-312; , עמ' 2-27), ושטפים של פרוטונים ואלקטרונים של אנרגיות גבוהות של קרני שמש קוסמיות של קרינה אלקטרומגנטית (EMR) בתקופות של שמש גבוהה. פעילות (ראה, עמ' 323; , עמ' .31, 33).
האנלוגי הקרוב ביותר, שאומץ כאב טיפוס, הוא שיטת השליטה במיקום הלווין, המתוארת ב. מהות השיטה היא כדלקמן.
לוחות ה-SB מסובבים למצב עבודה המבטיח שהחללית תהיה מסופקת בחשמל, בהתאמה ליישור הנורמלי למשטח העבודה המואר שלו עם המישור שנוצר על ידי ציר הסיבוב של לוחות ה-SB והכיוון לשמש. לאחר מכן, הרגע בזמן של תחילת ההשפעה השלילית של ה-FVS על משטח העבודה של ה-SB נקבע ולוחות ה-SB מסובבים עד למועד שבו מתחילה ההשפעה של הגורמים שצוינו ולוחות ה-SB מוחזרים לרמה שלהם. עמדת עבודה לאחר סיום ההשפעה שצוינה. לשם כך, נמדדת צפיפות השטף הנוכחי של קרינה אלקטרומגנטית סולארית, ובהתבסס על הערכים הנמדדים נקבע הרגע בזמן של תחילת פעילות השמש, והרגע בזמן שבו החלקיקים מגיעים לרמות אנרגיה גבוהות על גבי השמש. משטח החללית נקבע. בנקודת זמן מוגדרת, נמדדת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה - פרוטונים ואלקטרונים - והערכים הנמדדים מושווים לערכי סף. אם הערכים הנמדדים עולים על ערכי הסף של שטפי פרוטונים ואלקטרונים, לוחות הפאנלים הסולאריים מסובבים בזווית בין הנורמלי למשטח העבודה המואר שלהם לבין הכיוון לשמש α s_min, המתאים לשטח המינימלי של השפעת שטפי חלקיקים עתירי אנרגיה על פני הפאנל הסולארי, הנקבעת על ידי היחס:
α s min =arccos(I n /I m),
שבו I n - זרם עומס מצרכני חללית;
I m - זרם מקסימלי שנוצר כאשר משטח העבודה המואר של הפאנלים הסולאריים מכוון בניצב לקרני השמש,
במקרה זה, רגע הזמן שבו הערכים הנמדדים עולים על ערך הסף העליון של צפיפות השטף של חלקיקי האנרגיה הגבוהה שצוינו נלקח כרגע הזמן שבו לוחות ה-SB מתחילים להסתובב, ורגע הזמן כאשר צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה הופכת נמוכה מהסף העליון נחשבת לרגע הזמן שבו לוחות ה-SB מתחילים לחזור לערך הסף של עמדת העבודה שלהם.
SBs במערכת ISS SES הם מקורות החשמל העיקריים ומבטיחים את פעולתם של הצרכנים המשולבים שלו, לרבות טעינת סוללות (AB), שהן מקורות חשמל משניים על סיפון ה-ISS (ראה). על ידי סיבוב ה-SB, שטח הנזק למשטחי העבודה של ה-SB על ידי זרימת FVS מצטמצם. לא ניתן לפרוס לחלוטין את לוחות ה-SB לאורך זרימת ה-FWS המזיקה, מכיוון יש צורך לספק לחללית ולסוללותיה חשמל המיוצר על ידי מערכת האנרגיה הסולארית, - על בסיס זה, השטח המושפע מלוחות האנרגיה הסולארית מזרימת חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מצטמצם למינימום על ידי הפניית האנרגיה הסולארית מערכת בזווית α s min, נחוצה ומספיקה כדי לספק לצרכנים על הסיפון אנרגיה.
בהתבסס על הספיקות הדרושה, להפעלת מערכות מובנות של החללית, העומס מהצרכנים I n לא יעלה על הזרם הנוכחי I. מכיוון שהזרם הנוכחי I מה-SB נקבע על ידי הביטוי (ראה, עמ'. 109)
כאשר I m הוא הזרם המרבי שנוצר כאשר משטח העבודה המואר של פאנלים סולאריים מכוון בניצב לקרני השמש;
α היא זווית הזרם בין הנורמלי למשטח העבודה של מערכת השמש לבין הכיוון לשמש,
אז הזווית הנוכחית α לא תעלה על הערך α s min, מחושב על ידי הנוסחה:
מערכת בקרת מיקום SB ליישום שיטה זו, שאומצה כאב טיפוס, מתוארת ומכילה SB, שעל המצע הקשיח שלה יש ארבע סוללות פוטו-וולטאיות (BF 1, BF 2, BF 3, BF 4), SB מכשיר סיבוב (UPSB); מכשיר להמרה של הגברה (ACD); יחידת בקרה להתמצאות SB לכיוון השמש (BUOSBS); בלוק להפיכת ה-SB למצב נתון (BRSBZP); שני ווסת זרם (PT 1, PT 2), יחידת AB (BAB); מטען לסוללה (ZRU AB); יחידה להפקת פקודות לטעינת סוללה (BFKZ AB); חיישן זרם עומס (LCS); יחידת בקרת מערכת אספקת החשמל (BUSES); אפיק אספקת חשמל (SE); יחידה למדידת צפיפות שטף EMR השמש הנוכחי (BIPEMI); יחידת זיהוי פעילות סולארית (BOSA); בלוק לקביעת רגע הפגיעה של חלקיקים על החללית (BOMVVCH); יחידה למדידת צפיפות של שטפי חלקיקים באנרגיה גבוהה (HIPPCHVE); בלוק לקביעת רגע ההתחלה של בקרת SB בהתבסס על זרמי עומס (BOMVUSBTNZ); יחידת בקרה SB לזרמי עומס (BUSBTNZ). במקרה זה, ה-SB, דרך הפלט הראשון שלו, המשלב את היציאות של BF 1 ו- BF 4, מחובר לכניסה הראשונה של UPSB, ודרך הפלט השני, המשלב את היציאות של BF 2 ו- BF 3, מחובר לקלט השני של ה-UPSB. היציאות של BUOSBS ו-BRSBZP מחוברות, בהתאמה, לכניסה הראשונה והשנייה של UPU, שהפלט שלה, בתורו, מחובר לכניסה השלישית של UPSB. היציאה הראשונה והשנייה של ה-UPSB מחוברות בהתאמה לכניסות PT 1 ו-PT 2, והיציאות PT 1 ו-PT 2 מחוברות ל-SE. ה-BAB מחובר ל-ShE באמצעות הקלט שלו דרך מתג AB סגור. במקרה זה, מתג AB מחובר עם הקלט הראשון שלו לאפיק שצוין, ופלט התאונה מחובר לכניסה השנייה של מתג AB, שהכניסה שלו מחוברת, בתורה, ל-ShE. ה-BAB עם הפלט שלו מחובר לכניסה הראשונה של ה-BFKZ AB, והפלט הראשון של ה-BUSES מחובר לכניסה השנייה של הבלוק שצוין. הפלט של ה-BFKZ AB מחובר לכניסה השלישית של ה-ZRU AB. היציאה השנייה והשלישית של ה-BUSES מחוברות, בהתאמה, לכניסות הראשונות של ה-BUOSBS וה-BRSBZP. הפלט השלישי של ה-UPSB מחובר לכניסות השניות של ה-BUOSBS וה-BRSBZP. פלט BIPEMI מחובר לכניסת BOSA, כאשר הפלט הראשון שלו, בתורו, מחובר לכניסת BOMVVCH. היציאות של BOMVVCH ו-BIPPCHVE מחוברות לכניסה הראשונה והשנייה של בלוק BOMVUSBTNZ, בהתאמה, והכניסה של BIPPCHVE מחוברת ליציאה השנייה של BOSA. הפלט של BOMVUSBTNZ מחובר לכניסה של BUSES. BUSES עם הפלט הרביעי שלו מחובר לכניסה הראשונה של BUSBTNZ, והפלט השני של DTN מחובר לכניסה השנייה של BUSBTNZ. הפלט של BUSBTNZ מחובר לכניסה השלישית של UPU. בנוסף, הפלט השלישי של ה-UPSB מחובר לכניסה השלישית של ה-BUSBTNZ.
במצב אספקת החשמל של החללית, המערכת פועלת באופן הבא.
UPSB משמש להעברת חשמל מ-SB ל-PT 1 ו-PT 2. ייצוב מתח באפיק אספקת החשמל של SES מתבצע על ידי אחד מה-RTs. במקביל, ה-RT השני נמצא במצב עם טרנזיסטורי כוח סגורים. במקרה זה, גנרטורים SB פועלים במצב קצר חשמלי. כאשר כוח העומס הופך להיות גדול יותר מעוצמת החיבור של מחוללי החשמל הסולאריים, RT אחר עובר למצב ייצוב מתח, והאנרגיה של הגנרטורים שאינם בשימוש מסופקת לאפיק אספקת החשמל של תחנת הכוח הסולארית. בתקופות מסוימות, כאשר עוצמת העומס עשויה לעלות על הספק הסוללה, מתג הסוללה, עקב פריקת יחידת הסוללה, מפצה על המחסור בחשמל על סיפון החללית. למטרות אלו, וסת פריקת המצבר משמש כווסת פריקת המצבר.
בנוסף לווסת שצוין, מטען הסוללות מכיל גם וסת טעינת סוללה. ווסת הטעינה מגביל את זרם הטעינה של הסוללה ברמה של (I cl ±1)A, כאשר I cl הוא זרם הטעינה המדורג, במקרה של עודף כוח של הסוללה ומייצב את המתח באפיק SES על ידי ויסות זרם הטעינה של הסוללה כאשר כוח הסוללה אינו מספיק כדי לספק כוח לזרם הטעינה של הסוללה (I nc ±1)A. כדי לבצע את מחזורי הטעינה והפריקה שצוינו במתג הסוללה, נעשה שימוש במידע מה- DTN. במקביל, ה-DVT מחובר ל-SES בצורה כזו שהוא מודד את זרם העומס לא רק מהצרכנים המשולבים, אלא גם לוקח בחשבון את זרם הטעינה של הסוללה. הטעינה של ה-BAB מתבצעת על-ידי ה-ZRU AB באמצעות ה-BFKZ AB.
במקביל לפעולה במצב אספקת החשמל של החללית, המערכת פותרת את בעיית השליטה במיקום המישורים של הפאנלים הסולאריים.
לפי פקודה מה-BUSES, בלוק BUSBS שולט על כיוון מערכת השמש לשמש. ניתן ליישם את BUOSBS על בסיס מערכת בקרת התנועה והניווט (VCS) של החללית (ראה). במקרה זה, מידע הקלט עבור אלגוריתם בקרת הלוויין הוא: המיקום של וקטור כיוון היחידה לשמש ביחס לצירי הקואורדינטות הקשורים לחללית, שנקבע על ידי האלגוריתמים של קווי המתאר הקינמטיים של כלי השיט; מיקום ה-SB ביחס לגוף החללית, המתקבל בצורה של ערכים נמדדים נוכחיים של הזווית α מחיישני זווית (AS) המותקנים ב-UPSB. במקרה זה, הערך של α נמדד תמיד מהנורמלי הנוכחי למשטח העבודה של ה-SB (כלומר, כאשר ה-SB מכוון לכיוון השמש, α הוא מינימלי). מידע הפלט של אלגוריתם הבקרה הוא פקודות לסיבוב ה-SB ביחס לציר ציר המוצא של ה-UPSB ופקודות לעצור את הסיבוב. שלטי UPSB מספקים אותות נפרדים לגבי המיקום של מערכת הבטיחות. הגודל הבדיד קובע את הדיוק של כיוון הלוויין.
במצב הרגיל של כיוון החללית, כאשר כיוון תנועת השמש ביחס לצירים המחוברים של החללית אינו משתנה, ה-SB נקבע ביחס לכיוון השמש עם התקדמות בכיוון תנועת השמש בזווית. מתאים למספר דיסקרטיות של השלט הרחוק. אז הסוללה נשארת במצב זה עד שהשמש, עקב תנועת החללית במסלול, "נעה קדימה" ביחס ל-SB בזווית המתאימה. לאחר מכן, מחזור הסיבוב מתחדש.
BRSBZP שולט ב-SB בעזרת BUSES לפי הגדרות התוכנית. אלגוריתם הבקרה של SB המבוסס על הגדרות תוכנה מאפשר לך להתקין את הסוללה בכל מיקום שצוין. לשם כך, מונפק תחילה אות ל-BUOSBS על הגדרת ה-SB למצבו המקורי. לאחר מכן, באמצעות ה-BUSBZP, מתבצעת הסיבוב הנדרש דרך הזווית α z. במקביל, כדי לשלוט בזווית הסיבוב ב-BRSBZP, נעשה שימוש גם במידע מהשלט UPSB.
UPU ממלא את התפקיד של ממשק בין BUOSBS, BRSBZP, BUSBTNZ ו-UPSB.
BIPEMI מודדת באופן רציף שטפי זרם של קרינה אלקטרומגנטית סולארית (EMR) לפי מדד הפעילות הסולארית F10.7 ומשדרת אותם ל-BOSA. ב-BOSA, על ידי השוואת ערכים נוכחיים לערכי סף שצוינו, נקבעת תחילת הפעילות הסולארית. על פי הפקודה המגיעה מהפלט הראשון של ה-BOSA לכניסה של ה-BOMVHF, בבלוק האחרון המצוין נקבע הרגע בזמן ההתחלה האפשרית של פגיעת חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על החללית. מהפלט השני של ה-BOSA דרך הקלט של ה-BIPPCHVE, ניתנת פקודה להתחיל למדוד את צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה. מידע על רגע הזמן של התחלה אפשרית של פגיעת חלקיקים על החללית מועבר מהפלט של ה-BOMVVCH ל-BOMVUSBTNZ דרך הקלט הראשון שלו. הערך הנמדד של צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מה-BIPPCHVE מועבר לקלט השני של ה-BOMVUSBTNZ.
ב-BOMVUSBTNZ, ההערכה בפועל של ההשפעה השלילית של FVS מתבצעת על ידי השוואת הערך הנמדד הנוכחי של מאפיין ההשפעה עם ערכי סף, החל מנקודת הזמן שנקבעה על ידי BOMVUSBTNZ. תנאי הכרחי לקבלת פקודה במוצא BOMVUSBTNZ הוא נוכחותם של שני אותות - מיציאות BOMVVCH ו-BIPPCHVE. במוצא של BOMVUSBTNZ, נוצרת הפקודה "התחל בקרת אספקת החשמל על סמך זרמי עומס", הנשלחת ל-BUSES.
כאשר BOMVUSBTNZ מוציא פקודה ל-BUSES, לפקודה המתקבלת מ-BOMVUSBTNZ יש עדיפות גבוהה יותר מהפקודות להפעלת BUOSBS ו-BRSBZP. לכן, לאחר שקיבל את הפקודה שצוינה, BUSES מנתק בלוקים בעדיפות נמוכה יותר מבקרה של UPSB ומחבר את BUSBTNZ.
לאחר שהפקודה מ-BOMVUSBTNZ מאופסת לאפס בכניסת BUSES, האחרון בונה מחדש את ההיגיון של הפעולה שלו. בהתאם לתוכנית הטיסה של החללית המתבצעת, עדיפות לבקרת SB ניתנת לאחד מהבלוקים BUOSBS או BRSBZP.
BUSBTNZ קובע את הזווית α s_min באמצעות ביטוי (2). כדי לחשב את הזווית שצוינה, נעשה שימוש בערכים הנמדדים של I n המתקבלים מה- DTN. בנוסף, מהשלט הרחוק של UPSB, הבלוק שצוין מקבל מידע על הערך הנוכחי של זווית הסיבוב SB α. לאחר קביעת הערך של הזווית α s_min, האלגוריתם המוטבע ב-BUSBTNZ משווה אותו עם הערך הנוכחי של הזווית α, מחשב את זווית אי ההתאמה בין α ל-α s_min ואת המספר הנדרש של פולסי בקרה להפעלת כונן הבקרה SB. פולסי בקרה מועברים ליחידת הבקרה. לאחר המרה והגברה של הפולסים המצוינים ב-UPU, הם מגיעים לכניסה של ה-UPS ומניעים את הכונן.
לשיטה ולמערכת ליישומו, שאומצה כאב טיפוס, יש חיסרון משמעותי - הן אינן מספקות הגנה מלאה על פני הפאנל הסולארי מההשפעות השליליות של זרימת חלקיקים עתירת אנרגיה, ובמקביל, אינן מאפשרות את שימוש בהזדמנויות נוספות לצמצום ההשפעה השלילית הזו על ידי ביצוע פעולות מיוחדות להכנת פאנלים סולאריים חלליות לפעול בתנאים של השפעה שלילית של זרימת חלקיקים עתירת אנרגיה על החללית.
האתגר העומד בפני השיטה והמערכת המוצעת ליישומה הוא להפחית את ההשפעה השלילית של זרימות חלקיקים עתירות אנרגיה על פני השטח SB. לשם כך, על ידי ביצוע פעולות הכנה מיוחדות בחללית SES ושליטה ב-SB, היא נועדה לצמצם את שטח ה-SB, המושפע לרעה מזרימת החלקיקים הללו.
התוצאה הטכנית מושגת בכך שבשיטת השליטה במיקום הפאנלים הסולאריים של חללית, לרבות הפיכת הפאנלים הסולאריים למצב עבודה המבטיח את אספקת החללית בחשמל, בהתאמה ליישור הרגיל. למשטח העבודה המואר שלו עם המישור שנוצר על ידי ציר הסיבוב של הפאנלים הסולאריים והכיוון לשמש, מדידת צפיפות השטף הנוכחי של קרינה אלקטרומגנטית סולארית, קביעת הרגע בזמן שבו מתחילה פעילות השמש, קביעת הרגע בזמן שבו חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מגיעים לפני השטח של החללית, מדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה, השוואת הערכים הנמדדים של צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה עם ערכי סף, היפוך של שמש לוחות סוללות לפי הזווית שבין הנורמלי למשטח העבודה המואר שלהם לבין הכיוון לשמש, התואם את שטח ההשפעה המינימלי של שטפי חלקיקים עתירי אנרגיה על פני השטח של פאנלים סולאריים ובו זמנית מספקים לחללית חשמל, בשעה הרגע שבו הערכים הנמדדים של צפיפות שטף החלקיקים באנרגיה גבוהה עולים על ערכי הסף והחזרת הפאנלים הסולאריים של הפאנלים למצב הפעלה בזמן שבו צפיפות שטף החלקיקים באנרגיה גבוהה הופכת מתחת לערכי הסף , קבע בנוסף את זמני הופעתם של מבשרי ההשפעה השלילית של שטפי חלקיקים עתירי אנרגיה על החללית, בזמן הופעת מבשרי ההשפעה השלילית של שטפי חלקיקים עתירי אנרגיה על החללית המכשיר טוען את סוללות של מערכת אספקת החשמל של החללית לרמת הטעינה המקסימלית אם הערכים הנמדדים של צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה עולים על ערכי הסף בהשוואה אליהם, הפאנלים הסולאריים מסובבים עד לזווית שבין הרגיל לזו; משטח העבודה המואר שלהם והכיוון לשמש מגיעים ל-α s_min_AB, המתאים לאזור ההשפעה המינימלי של זרימות חלקיקים עתירי אנרגיה על פני השטח של פאנלים סולאריים, ובו זמנית מספקים לחללית חשמל מסוללות סולאריות וסוללות נטענות של מערכת אספקת חשמל, נקבעת על ידי הקשר:
α s_min_AB =arccos(max(0,I n -I AB )/I m),
כאשר I n הוא זרם העומס מצרכני החללית,
I m - זרם מקסימלי שנוצר כאשר משטח העבודה המואר של פאנלים סולאריים מכוון בניצב לקרני השמש,
I AB - זרם פריקה מותר של סוללות,
והמחסור הנובע בחשמל על סיפון החללית מפוצה על ידי פריקת הסוללות, תוך ניטור רמת הטעינה של הסוללות ועם הגעה לערך המינימלי המותר של רמת הטעינה של הסוללות, הערך הנוכחי של זרם הפריקה המותר של הסוללות מאופסות והסוללות מנותקות מהעומס החיצוני.
בנוסף, הבעיה נפתרת בכך שבמערכת לבקרת מיקום הפאנלים הסולאריים של החללית, הכוללת סוללה סולארית המותקנות עליה ארבע סוללות פוטו-וולטאיות, מתקן לסיבוב הפאנלים הסולאריים, מגבר- מכשיר המרה, יחידת בקרה לכיוון הפאנלים הסולאריים לכיוון השמש, בלוק המסובב את הפאנלים הסולאריים למצב נתון, שני ווסתי זרם, מארז סוללות, מטען סוללות, יחידת הפקת פקודות לטעינת סוללות, זרם עומס חיישן, יחידת בקרת מערכת אספקת חשמל, אפיק אספקת חשמל, יחידה למדידת צפיפות השטף הנוכחי של קרינה אלקטרומגנטית סולארית, בלוק לקביעת פעילות השמש, בלוק לקביעת רגע הזמן של פגיעת חלקיקים על חללית, בלוק למדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה, בלוק לקביעת רגע הזמן של תחילת השליטה על סוללות סולאריות על ידי זרמי עומס, בלוק של שליטה על סוללות סולאריות על ידי זרמי עומס, בעוד השמש הסוללה דרך הראשונה שלה היציאה המשלבת את היציאות של שתי סוללות פוטו-וולטאיות מחוברות לכניסה הראשונה של התקן סיבוב הפנל הסולארי, ודרך הפלט השני המשלב את היציאות של שתי סוללות פוטו-וולטאיות אחרות, היא מחוברת לכניסה השנייה של התקן סיבוב הפאנלים הסולאריים, והיציאות של יחידות בקרת כיוון הפנל הסולארי לכיוון השמש והפיכת הפאנלים הסולאריים למיקום נתון מחוברים, בהתאמה, לכניסה הראשונה והשנייה של התקן ההמרה ההגברה, שהפלט שלו , בתורו, מחובר לכניסה השלישית של התקן סיבוב הפנל הסולארי, היציאה הראשונה והשנייה של התקן סיבוב הפנל הסולארי מחוברות, בהתאמה, לכניסות של זרם הרגולטור הראשון והשני, וליציאות הזרם הרגולטורים מחוברים לאפיק אספקת החשמל של החללית, יחידת הסוללה מחוברת עם הקלט שלה, דרך מטען הסוללה, לאפיק אספקת החשמל, בעוד שמטען הסוללה מחובר עם הקלט הראשון שלו לאפיק שצוין, ול- כניסה שניה של התקן המטען לסוללות, מחובר חיישן זרם עומס המחובר, בתורו, לאפיק אספקת החשמל, יחידת הסוללה מחוברת עם היציאה שלה לכניסה הראשונה של היחידה להפקת פקודות לטעינת סוללות , והפלט הראשון של יחידת בקרת מערכת אספקת החשמל מחובר לכניסה השנייה של היחידה שצוינה , הפלט של היחידה להפקת פקודות לטעינת סוללות מחובר לכניסה השלישית של מטען הסוללות, היציאה השנייה והשלישית של יחידת הבקרה של מערכת אספקת החשמל מחוברים לכניסות הראשונות של יחידות הבקרה לכיוון של פאנלים סולאריים לכיוון השמש וסיבוב של פאנלים סולאריים למיקום נתון, הפלט השלישי של סיבוב המכשיר של פאנלים סולאריים מחובר ל הכניסות השניות של יחידות בקרה לכיוון של פאנלים סולאריים לכיוון השמש וסיבוב של פאנלים סולאריים למיקום נתון, הפלט של הבלוק למדידת צפיפות השטף הנוכחי של קרינה אלקטרומגנטית סולארית מחובר לכניסה של הבלוק לקביעת פעילות סולארית, שהפלט הראשון שלה, בתורו, קשור לכניסת הבלוק לקביעת רגע הזמן של פגיעת החלקיקים על החללית, הפלטים של הבלוק לקביעת רגע הזמן של השפעת חלקיקים על החללית והגוש למדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מחוברים לכניסה הראשונה והשנייה של הבלוק, בהתאמה, לקביעת רגע הזמן של תחילת השליטה של פאנלים סולאריים על ידי זרמי עומס. , והכניסה של הבלוק למדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מחוברת לפלט השני של הבלוק לקביעת פעילות השמש, הפלט של הבלוק לקביעת רגע הזמן בו מתחילים לשלוט על פאנלים סולאריים על ידי זרמי עומס מחוברים לכניסה של בלוק בקרת מערכת אספקת החשמל, שהפלט הרביעי שלו, בתורו, מחובר לכניסה הראשונה של בקרת הבלוק של פאנלים סולאריים על ידי זרמי עומס, שהכניסה והיציאה השלישית שלהם מחוברים לפלט השלישי של התקן סיבוב הפנל הסולארי ולכניסה השלישית של התקן ההגברה-המרה, בהתאמה, בלוק לקביעת הזרם הנדרש מפאנלים סולאריים, בלוק לקביעת רגעי הזמן מבשרי ההשפעה השלילית של חלקיקי אנרגיה בחללית ויחידה לקביעת ערכים מותרים של רמת טעינת הסוללה, בעוד שהכניסה והפלט הראשונה והשנייה של היחידה לקביעת הזרם הנדרש מפאנלים סולאריים מחוברים, בהתאמה, לפלט השני של הסוללה. חיישן זרם עומס, הפלט השני של מטען הסוללה והכניסה השנייה של יחידת בקרת הסוללה הסולארית ע"י זרמי עומס, יציאות היחידה למדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה והיחידה למדידת צפיפות הזרם. שטף של קרינה אלקטרומגנטית סולארית מחוברים גם למתאים
המהות של השיטה המוצעת היא כדלקמן.
פניית ההגנה הישירה של מועצת הביטחון מכיוון ההשפעה השלילית של זרימות חלקיקים באנרגיה גבוהה מתבצעת כאשר הצפיפות של זרימות חלקיקים באנרגיה גבוהה עולה על ערכי סף מסוימים שצוינו. במקביל, כצעדים ראשוניים המתבצעים לפני יישום ישיר של אמצעי מיגון, מתבצע ניטור רציף של המצב הנוכחי של המרחב הקרוב לכדור הארץ ופעילות השמש הנוכחית והתגשמות ואי מילוי הקריטריונים לקרינה מסוכנת. המצב, בפרט הקריטריונים לניטור פעילות השמש שפותחו על ידי המינהל הלאומי לאוקיאנוס ואטמוספירה (NOAA), מנותחים ) (ס"מ ). במקרה זה, יש לראות במצבים בהם הקריטריונים לסכנה בלתי מותנית טרם התקיימו, אך הסף של רמת הסכנה הקודמת כבר הגיע, כמצבים "מקדימים" של ההשפעה השלילית הנבחנת.
כאשר מופיעים מבשרי ההשפעה השלילית של זרימת חלקיקים עתירת אנרגיה על החללית, מבוצע המטען המרבי של החללית SES AB. זה מאפשר בעתיד, כאשר הערכים הנמדדים של צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה עולים על ערכי הסף בהשוואה אליהם, להרחיק את משטחי העבודה של לוחות ה-SB מכיוון השטפים של חלקיקים אלה לזווית המקסימלית האפשרית, בתנאי שהמחסור שנוצר בחשמל על סיפון החללית יפוצה על ידי פריקת הסוללה. במקרה זה, ערך זה α s_min_AB של זווית דש המגן SB נקבע על ידי היחס:
כאשר I m הוא הזרם המרבי שנוצר כאשר משטח העבודה המואר של הפאנלים הסולאריים מכוון בניצב לקרני השמש,
I SB - זרם נדרש מ-SB.
במקרה זה, הזרם הנדרש מה-SB I SB מוגדר כזרם המינימלי הנדרש שחייב להיות מופק על-ידי ה-SB כדי לספק לצרכנים של החללית, תוך התחשבות באפשרויות השימוש באנרגיה של ה-BAB SES של החללית ( כלומר, כאשר מפצים על המחסור המתהווה בחשמל על סיפון החללית עקב פריקת AB SES), בהתבסס על היחסים:
כאשר I n הוא זרם העומס מצרכני חלליות,
סוללה I - זרם הפריקה המרבי המותר הנוכחי של הסוללה של חללית SES.
כדי ליישם את השיטה, מוצעת מערכת, המוצגת בשרטוט ומכילה את הבלוקים הבאים:
1 - SB, על המצע הנוקשה של הגוף שבו ממוקמות ארבע סוללות פוטו-וולטאיות;
2, 3, 4, 5 - BF 1, BF 2, BF 3, BF 4;
8 - BUOSBS;
9 - BRSBZP;
10, 11 - RT 1 ו-RT 2;
13 - ZRU AB;
14 - BFKZ AB;
16 - אוטובוסים;
18 - BIPEMI;
20 - BOMVHF;
21 - BIPPCHVE;
22 - BOMVUSBTNZ;
23 - BUSBTNZ;
24 - בלוק לקביעת רגעי הזמן של מבשרי ההשפעה השלילית של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על החללית (BOMVPNVCH),
25 - בלוק לקביעת הזרם הנדרש מפאנלים סולאריים (BOPTSB),
26 - בלוק להגדרת ערכים מותרים של רמת טעינת הסוללה (BZDZUZSB).
במקרה זה, ה-SB (1) מחובר דרך הפלט הראשון שלו, המשלב את היציאות של BF 1 (2) ו-BF 4 (5), לכניסה הראשונה של UPSB (6), ודרך הפלט השני, משלב היציאות של BF 2 (3) ו-BF 3 (5), מחוברות לכניסה השנייה של ה-UPSB (6). היציאות של BUOSBS (8) ו-BRSBZP (9) מחוברות, בהתאמה, לכניסה הראשונה והשנייה של UPU (7), שהפלט שלה, בתורו, מחובר לכניסה השלישית של ה-UPSB (6) . היציאה הראשונה והשנייה של ה-UPSB (6) מחוברות, בהתאמה, לכניסות PT 1 (10) ו-PT 2 (11), והיציאות PT 1 (10) ו-PT 2 (11) מחוברות ל-SE (17). ה-BAB (12) מחובר ל-SE (17) באמצעות הקלט שלו דרך מתג AB (13) הסגור. במקרה זה, מתג AB (13) מחובר עם הקלט הראשון שלו לאפיק שצוין, ויציאת התאונה (15) מחוברת לכניסה השנייה של מתג AB (13), שהכניסה שלו מחוברת, ב פנה אל ה-SHE (17). ה-BAB (12) עם הפלט שלו מחובר לכניסה הראשונה של ה-BFKZ AB (14), והפלט הראשון של ה-BUSES (16) מחובר לכניסה השנייה של הבלוק שצוין. הפלט של ה-BFKZ AB (14) מחובר לכניסה השלישית של ה-ZRU AB (13). היציאה השנייה והשלישית של ה-BUSES (16) מחוברות, בהתאמה, לכניסות הראשונות של ה-BUSBS (8) ו-BRSBZP (9). הפלט השלישי של UPSB (6) מחובר לכניסות השניות של BUOSBS (8) ו-BRSBZP (9). יציאת BIPEMI (18) מחוברת לכניסת BOSA (19). הפלט הראשון של ה-BOSA (19) מחובר לכניסה של ה-BOMVVCH (20). היציאות של BOMVVCH (20) ושל BIPPChVE (21) מחוברות לכניסה הראשונה והשנייה של בלוק BOMVUSBTNZ (22), בהתאמה. הקלט של ה-BIPPCHVE (21) מחובר לפלט השני של ה-BOSA (19). הפלט של BOMVUSBTNZ (22) מחובר לכניסה הראשונה של BUSES (16). BUSES (16) עם הפלט הרביעי שלו מחובר לכניסה הראשונה של BUSBTNZ (23). הפלט השלישי של ה-UPSB (6) מחובר לכניסה השלישית של ה-BUSBTNZ (23). הפלט של BUSBTNZ (23) מחובר לכניסה השלישית של UPU (7). הכניסה הראשונה של ה-BOPTSB (25) מחוברת לפלט השני של ה-DVT (15). הקלט השני של ה-BOPTSB (25) מחובר לפלט השני של ה-AB (13). הפלט של BOPTSB (25) מחובר לכניסה השנייה של BUSBTNZ (23). הפלט של BIPPCHVE (21) מחובר לכניסה הראשונה של BOMVPNVCH (24). הפלט של ה-BIPEMI (18) מחובר לכניסה השנייה של ה- BOMVPNVCH (24). הפלט של BOMVPNVCH (24) מחובר לכניסה השנייה של ה-BUSES (16). היציאה הראשונה והשנייה של ה-BZDZUZSB (26) מחוברות לכניסה השלישית של ה-BFKZ AB (14) ולכניסה הרביעית של ה-ZRU AB (13), בהתאמה.
השרטוט מציג גם בקו מנוקד את החיבור המכני של ה-UPSB (6) עם בית ה-SB (1) דרך פיר הפלט של כונן הסוללה.
במצב אספקת החשמל של החללית, המערכת פועלת באופן הבא. UPSB (6) משמש להעברת חשמל מ-SB (1) ל-PT 1 (10) ו-RT 2 (11). ייצוב מתח באפיק אספקת החשמל של SES מתבצע על ידי אחד מה-RTs. במקביל, ה-RT השני נמצא במצב עם טרנזיסטורי כוח סגורים. גנרטורים SB (1) (BF 1 - BF 4) פועלים במקרה זה במצב קצר חשמלי. כאשר הספק העומס הופך להיות גדול מעוצמת החיבור של מחוללי החשמל הסולאריים (1), RT אחר עובר למצב ייצוב המתח, והאנרגיה של הגנרטורים שאינם בשימוש מסופקת לאפיק אספקת החשמל של תחנת הכוח הסולארית. בתקופות מסוימות, כאשר הספק העומס עשוי לעלות על הספק ה-SB (1), ה-AB (13), עקב פריקת יחידת ה-AB (12), מפצה על המחסור בחשמל על סיפון החללית. למטרות אלה, וסת פריקת המצבר (13) משמש כווסת פריקת המצבר, אשר, במיוחד, מנטר את רמת הטעינה של המצבר, ועם הגעה לערך המינימלי המותר של רמת טעינת המצבר, ערכו מסופק. למיתוג הסוללה (13) מה-BZDZUZSB (26), מכבה את BAB (12) מעומס חיצוני. במקרה זה, מתג בקרת המצבר (13), בהתבסס על רמת הטעינה הנוכחית של המצבר, קובע ומספק לפלט השני את הערך הנוכחי של זרם פריקת המצבר המותר (במצב של ניתוק המצבר (12) מ- העומס החיצוני, ערך זה הוא אפס).
בנוסף לווסת שצוין, מטען המצברים (13) מכיל גם וסת טעינת המצבר. כדי לבצע מחזורי טעינה-פריקה ב-AB (13), נעשה שימוש במידע מה-DTN (15). הטעינה של BAB (12) מתבצעת על ידי ZRU AB (13) באמצעות BFKZ AB (14). במקרה של סוללות מתכת-מימן, זה מתואר ב. השורה התחתונה היא שצפיפות המימן במארז הסוללה נקבעת באמצעות חיישני לחץ המותקנים בתוך הסוללות והטמפרטורות על מארזי הסוללה. בתורו, צפיפות המימן קובעת את רמת הטעינה של הסוללה. כאשר צפיפות המימן בסוללה יורדת מתחת לרמה שנקבעה, ניתנת פקודה לטעינה, וכאשר מגיעה לרמת הצפיפות המקסימלית, ניתנת פקודה להפסקת הטעינה. רמות הטעינה המצוינות של הסוללה מוסדרות על ידי פקודות מה-BFKZ AB (14), בעוד ערכי רמת הטעינה המרבית המותרת של הסוללה מסופקים ל-BFKZ AB (14) עם BZDZUZSB (26). שמירה על הסוללות במצב טעון מקסימלי משפיעה לרעה על מצבן, והסוללות נשמרות במצב פריקה עצמית נוכחית, שבה פעולת טעינת הסוללות מתבצעת רק מעת לעת (לדוגמה, בעת שליטה ב-SES של ה- Yamal- 100 חלליות - אחת לכמה ימים, כאשר רמת הטעינה יורדת BAB ב-30% מהרמה המקסימלית).
במקביל לפעולה במצב אספקת החשמל של החללית, המערכת פותרת את בעיית השליטה במיקום המישורים של הפאנלים הסולאריים (1).
בפקודה מהאוטובוסים (16), בלוק BUSBS (8) שולט בכיוון ה-SB (1) לשמש. ניתן ליישם BUOSBS (8) על בסיס ה-SC VESSEL (ראה). במקרה זה, מידע הקלט עבור אלגוריתם בקרת הלוויין הוא: המיקום של וקטור כיוון היחידה לשמש ביחס לצירי הקואורדינטות הקשורים לחללית, שנקבע על ידי האלגוריתמים של קווי המתאר הקינמטיים של כלי השיט; המיקום של ה-SB ביחס לגוף החללית, המתקבל בצורה של הערכים הנמדדים הנוכחיים של הזווית α עם השלט הרחוק של UPSB (6). מידע הפלט של אלגוריתם הבקרה הוא פקודות לסיבוב ה-SB ביחס לציר ציר המוצא של ה-UPSB (6), פקודות לעצור את הסיבוב. השלט הרחוק של UPSB (6) מפיק אותות נפרדים לגבי המיקום של ה-SB (1).
BIPEMI (18) מודד את השטפים הנוכחיים של EMR סולארי ומשדר אותם ל-BOSA (19). ב-BOSA (19), על ידי השוואת ערכים נוכחיים עם ערכי סף נתונים, נקבעת תחילת פעילות השמש. לפי הפקודה שמגיעה מהפלט הראשון של ה-BOSA (19) לכניסה של ה-BOMVVCH (20), בבלוק האחרון המצוין, הרגע בזמן ההתחלה האפשרית של פגיעת חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על החללית הוא נָחוּשׁ. מהפלט השני של ה-BOSA (19) דרך הקלט של ה-BIPPCHVE (21), ניתנת פקודה להתחיל למדוד את צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה.
מהפלט של BIPPChVE (21), הערך הנמדד של צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מועבר לכניסה הראשונה של BOMVPNVP (24) ולכניסה השנייה של BOMVUSBTNZ (22). הערכים הנמדדים של שטפי ה-EMR הסולאריים הנוכחיים מסופקים לכניסה השנייה של BOMVPNVCH (24) מהפלט של BIPEMI (18).
BOMVPNVCh (24) מעריך את הדינמיקה של שינויים בצפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה ומזהה מצבים שיכולים להיחשב כמבשרים על ההשפעה השלילית של חלקיקים על החללית. מצבים כאלה הם כאשר צפיפות השטף הנמדדת של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה עולה על ערכים קריטיים שצוינו ויש נטייה לעלייה נוספת שלו. בעת זיהוי וזיהוי מצבים כאלה, נעשה שימוש גם בנתוני שטף EMR סולאריים המתקבלים מ-BIPEMI (18). כאשר מצבי מבשר כאלה נרשמים ב-BOMVPNVCh (24), נוצר אות במוצא של בלוק זה ונשלח לכניסה השנייה של ה-BUSES (16).
עם פקודה בכניסה השנייה של ה-BUSES (16), יחידה זו שולחת פקודה ל-BFKZ AB (14), לפיה יחידה זו, באמצעות המתג הסגור AB (13), מטעין את ה-BAB (12) למקסימום רמת טעינה. יחד עם זאת, במקרה של סוללות מתכת-מימן (ראה), באמצעות חיישני לחץ המותקנים בתוך הסוללות וטמפרטורות על מארזי הסוללה, נקבעת צפיפות המימן במארז הסוללה, שממנה נקבעת רמת הטעינה של הסוללה. נקבע. כאשר מגיעים לרמת הצפיפות המקסימלית, ניתנת פקודה להפסקת הטעינה.
הכניסות של ה-BOPTSB (25) מהיציאות השניות של ה- DTN (15) וסוללת המתג הסגורה (13) מקבלים את ערכי הזרם של זרם העומס מצרכני החללית I n ואת זרם הפריקה המותר של הסוללה I AB. שימוש בערכים אלה של BOPTSB (25), על פי יחסים (4), (5) קובע את הערך של I SB - הערך המינימלי המותר הנוכחי של הזרם הנדרש מה-SB (בהתחשב באפשרות של צרכנים להשתמש באנרגיה מה-BAB (12)), ומוציא אותו לכניסה השנייה BUSBTNZ (23).
מידע על זמן ההתחלה האפשרית של פגיעת חלקיקים על החללית מועבר מהפלט של ה-BOMVVCH (20) ל-BOMVUSBTNZ (22) דרך הקלט הראשון שלו. ב-BOMVUSBTNZ (22), ההערכה בפועל של ההשפעה השלילית של FVS מתבצעת על ידי השוואת הערך הנמדד הנוכחי של מאפיין ההשפעה עם ערכי סף, החל מנקודת הזמן שנקבעה על ידי BOMVUSBTNZ (20). תנאי הכרחי לקבלת פקודה במוצא של BOMVUSBTNZ (22) הוא נוכחותם של שני אותות - מהפלטים של BOMVVCH (20) ו- BIPPCHVE (21).
כאשר BOMVUSBTNZ (22) מוציא פקודה לכניסה הראשונה של BUSES (16), בלוק זה יוצר פקודה ביציאה הרביעית שלו, שמתחברת לבקרה של SB BUSBTNZ (23).
BUSBTNZ (23) קובע את הזווית α s_min_AB על ידי ביטוי (3). כדי לחשב את הזווית שצוינה, נעשה שימוש בערך הנוכחי של הזרם הנדרש מה-SB, המתקבל מה-BOPTSB (25). בנוסף, מהשלט הרחוק של UPSB (6) הבלוק שצוין מקבל מידע על הערך הנוכחי של זווית הסיבוב SB α. לאחר קביעת הערך של הזווית α s_min_AB, האלגוריתם המוטבע ב-BUSBTNZ (23) משווה אותו עם הערך הנוכחי של הזווית α ומחשב את זווית חוסר ההתאמה בין α ל-α s_min_AB ואת המספר הנדרש של פולסי בקרה להפעלת כונן הבקרה SB (1). פולסי בקרה מועברים ליחידת הבקרה (7). לאחר המרה והגברה של הפולסים המצוינים ב-UPU (7), הם מגיעים לכניסה של UPS (6) ומניעים את הכונן.
כאשר BOMVUSBTNZ (22) אינו מוציא פקודה לכניסה הראשונה של BUSES (16), בלוק זה, בהתאם לתוכנית הטיסה של החללית המתבצעת, מעביר את השליטה על ה-SB (1) לאחד מהבלוקים BUOSBS (8) ו BRSBZP (9).
תפקוד ה-BUSBS (8) מתואר לעיל.
BRSBZP (9) שולט על SB (1) בהתאם להגדרות התוכנית. אלגוריתם הבקרה SB (1) בהתאם להגדרות התוכנה מאפשר לך להתקין את הסוללה בכל מיקום שצוין α=α z . במקרה זה, כדי לשלוט בזווית הסיבוב ב-BRSBZP (9), נעשה שימוש במידע מהשלט הרחוק של UPSB (6).
היישום של BOMVUSBTNZ (22) ו- BOMVPNVCh (24) אפשרי הן על בסיס החומרה והתוכנה של מרכז הבקרה של החללית והן על סיפון החללית. ביציאות של BOMVUSBTNZ (22) ו- BOMVPNVCH (24), הפקודות "התחלת בקרה של מערכת האנרגיה הסולארית על סמך זרמי עומס" ו"התחלת בקרה של מערכת האנרגיה הסולארית במצב הכנה להשפעה השלילית של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על החללית" נוצרים, בהתאמה, הנשלחים ל-BUSES (16), כאשר במקרה זה, הפקודה האחרונה נתפסת פונקציונלית על ידי BUSES (16) כפקודה לטעינת הסוללה לרמת הטעינה המרבית.
דוגמה להטמעת BUSES (16) יכולה להיות אמצעי הרדיו של ערוץ בקרת השירות (SCU) המערכות המובנות של החללית Yamal-100, המורכבת מתחנת אדמה (ES) וציוד על הסיפון (BA) (ראה תיאור ב). בפרט, ה-BA SKU יחד עם ה-GS SKU פותרים את הבעיה של הנפקת מידע דיגיטלי (DI) למערכת המחשב הדיגיטלית המובנת (OBDS) של החללית וההכרה שלה לאחר מכן. BTsVS, בתורו, שולט על בלוקים BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23), BFKZ AB (14).
ביישום זה של BUSES (16), האינטראקציה של SKU BA במונחים של חילופי נתונים מתבצעת דרך ערוץ החליפין הראשי (MEC) בהתאם לממשק MIL-STD-1553. כמנוי של BCWS, נעשה שימוש במכשיר - יחידת ממשק (UB) מ-BA SKU. מעבד BCWS בודק מעת לעת את מצב BS כדי לקבוע את הזמינות של חבילת נתונים. אם החבילה זמינה, המעבד מתחיל בחילופי נתונים.
UPU (7) ממלא את התפקיד של ממשק בין BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23) ו-UPSB (6) ומשמש להמרת אותות דיגיטליים לאותם אנלוגיים ולהגביר את האחרונים.
BUSBTNZ (23) היא היחידה המובנת של החללית, שפקודות אליה מגיעות מ-BUSES (16). היישום של BUSBTNZ (23), BOPTSB (25), BZDZUZSB (26) יכול להתבצע על בסיס החללית BTsVS (ראה,).
לפיכך, נשקלת דוגמה ליישום הבלוקים הבסיסיים של המערכת.
הבה נתאר את ההשפעה הטכנית של ההמצאות המוצעות.
הפתרונות הטכניים המוצעים מספקים הפחתה בהשפעה השלילית של זרימת חלקיקים עתירת אנרגיה על משטח העבודה של מערכת השמש ברגעים בהם מבוצע דש ה"מגן" של הפאנל הסולארי מכיוון השמש. זה מושג על ידי הקטנת שטח משטח העבודה של ה-SB, המושפע לרעה מהזרימות של חלקיקים אלה, על ידי מיקסום הזווית של הנורמלי למשטח העבודה של ה-SB מהכיוון לכיוון השמש, בעוד להבטיח שהדרישה לספק לחללית חשמל מתקיימת. מקסום זווית הסיבוב מושגת על ידי העובדה שמערכת האנרגיה הסולארית של החללית הובאה בעבר למצב של טעינה מקסימלית של הסוללה, מה שמאפשר ליישם את הזווית המקסימלית האפשרית של הסיבוב ה"מגן" של הסולרית. תא מהכיוון לכיוון השמש. אם לוקחים בחשבון, למשל, שכאשר שולטים ב-SES של החללית Yamal-100 לאחר פעולת טעינת הסוללה לרמה המקסימלית, העלייה בזרם הפריקה האפשרי של הסוללה היא כ-30%, ואז עלייה מקבילה בזווית של הדש "המגן" של הסוללה, וכתוצאה מכך, ירידה בהשפעה השלילית של זרימת חלקיקים אנרגיות גבוהות על משטח העבודה של ה-SB היא ערך משמעותי.
סִפְרוּת
1. אליסייב א.ש. טכנולוגיית טיסה לחלל. מוסקבה, "הנדסת מכונות", 1983.
2. Rauschenbach G. מדריך לעיצוב פאנלים סולאריים. מוסקבה, Energoatomizdat, 1983.
3. כללי טיסה במהלך פעולות משותפות של המעבורת וה-ISS. תום ס. מנהלת מבצעי הטיסה. מרכז החלל על שמו לינדון בי ג'ונסון. יוסטון, טקסס, גרסה ראשית, 11/8/2001.
4. מערכת אספקת חשמל לחללית. תיאור טכני. 300GK.20Yu 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
5. Tsenter B.I., Lyzlov N.Yu., Metal-hydrogen electrochemical systems. לנינגרד. "כימיה", סניף לנינגרד, 1989.
6. מערכת בקרת תנועה וניווט חללית. תיאור טכני. 300GK.12Yu 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
7. Galperin Yu.I., Dmitriev A.V., Zeleny L.M., Panasyuk L.M. השפעת מזג האוויר בחלל על בטיחות התעופה והטיסות לחלל. "טיסה 2001", עמ' 27-87.
8. ספר עיון הנדסי על טכנולוגיית חלל. הוצאת משרד הביטחון של השב"כ, מ', תשכ"ט.
9. Grilikhes V.A., Orlov P.P., Popov L.B. אנרגיה סולארית וטיסות לחלל. מוסקבה, "מדע", 1984.
10. תחנת כדור הארץ של ערוץ בקרת השירות של חללית ימאל. מדריך הפעלה. ZSKUGK.0000-ORE. RSC Energia, 2001.
11. ציוד מובנה של ערוץ בקרת השירות של חללית ימאל. תיאור טכני. 300GK.15Yu 0000A201-OTO. RSC Energia, 2002.
12. Kovtun V.S., Solovyov S.V., Zaikin S.V., Gorodetsky A.A. שיטה לבקרת מיקום פאנלים סולאריים של חללית ומערכת ליישומו. פטנט RF 2242408 לפי בקשה 2003108114/11 מיום 24 במרץ 2003
1. שיטה לבקרת מיקומם של פאנלים סולאריים של חללית, לרבות הפיכת הפאנלים הסולאריים למצב עבודה המבטיח אספקת חשמל לחללית ובהתאמה ליישור הנורמלי למשטח העבודה המואר שלהם עם המישור שנוצר. לפי ציר הסיבוב של הפאנלים הסולאריים והכיוון לשמש, מדידת צפיפות השטף הנוכחי של קרינה אלקטרומגנטית סולארית, קביעת הרגע בזמן שבו מתחילה פעילות השמש, קביעת הרגע בזמן שבו חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מגיעים אל פני השטח של החללית, מדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה, השוואת הערכים הנמדדים של צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה עם ערכי סף, הפיכת פאנלים סולאריים בזווית בין הנורמלי למשטח העבודה המואר שלהם ולכיוון לכיוון השמש, המתאים לאזור ההשפעה המינימלי של שטפי חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על פני השטח של פאנלים סולאריים ובו זמנית מספקים לחללית חשמל, ברגע הזמן בו הערכים הנמדדים של שטף החלקיקים באנרגיה גבוהה הצפיפות עולה על ערכי הסף והפאנלים הסולאריים חוזרים למצב ההפעלה שלהם בנקודת זמן שבה הצפיפות של שטפי חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה הופכת מתחת לערכי הסף, המאופיינים בכך שהם קובעים בנוסף את רגעי הזמן של הופעת מבשרים של ההשפעה השלילית של שטפי חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על החללית, ובזמנים שצוינו, טען את הסוללות של מערכת אספקת החשמל של החללית לרמת הטעינה המרבית, אם הערכים הנמדדים של צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה עולים ערכי הסף בהשוואה אליהם, הפאנלים הסולאריים מסובבים עד שמגיעים לזווית בין הנורמלי למשטח העבודה המואר שלהם לבין הכיוון לשמש α s_min_AB, המתאים לשטח ההשפעה המינימלי של השטפים הגבוהים חלקיקי אנרגיה על פני השטח של פאנלים סולאריים, ובו זמנית מספקים לחללית חשמל מסוללות סולאריות וסוללות נטענות של מערכת אספקת החשמל, ונקבע על פי היחס
α s_min_AB =arccos (max(0, I n -I AB )/I m),
כאשר I n הוא זרם העומס של צרכני החללית;
I m - זרם מקסימלי שנוצר כאשר משטח העבודה המואר של פאנלים סולאריים מכוון בניצב לקרני השמש;
I AB - זרם הפריקה המותר של הסוללות והמחסור הנובע מכך בחשמל על סיפון החללית יפוצה על ידי פריקת הסוללות, תוך ניטור רמת הטעינה של הסוללות ועם הגעה לערך המינימלי המותר של רמה זו, הערך הנוכחי של זרם הפריקה המותר של הסוללות מתאפס ומייצר סוללות מנתקות מעומס חיצוני.
2. מערכת לבקרת מיקום הפאנלים הסולאריים של החללית שהם ארבעה פאנלים סולאריים פוטו-וולטאיים המורכבים על גבי פאנלים, לרבות מכשיר לסיבוב הפאנלים הסולאריים האמורים, מכשיר הגברה-המרה, יחידת בקרה לכיוון הקולטים הסולאריים האמורים. פאנלים סולאריים לכיוון השמש, יחידה להפיכת הפאנלים הסולאריים למצב נתון, שני ווסתי זרם, ערכת סוללות, מטען סוללות, יחידת הפקת פקודות לטעינת סוללות, חיישן זרם עומס, יחידת בקרת מערכת אספקת החשמל, אפיק אספקת חשמל, יחידה למדידת צפיפות השטף הנוכחי של קרינה אלקטרומגנטית סולארית, יחידת זיהוי פעילות סולארית, יחידת קביעה של רגע זמן פגיעת חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה בחללית, יחידה למדידת צפיפות השטף. של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה, יחידה לקביעת רגע הזמן של תחילת השליטה על סוללות סולאריות ע"י זרמי עומס, יחידת שליטה בסוללות סולאריות ע"י זרמי עומס, ואילו הסוללה הסולרית דרך המוצא הראשון שלה, בשילוב התפוקות של שתי סוללות פוטו-וולטאיות, מחוברות לכניסה הראשונה של התקן סיבוב הפנל הסולארי, ובאמצעות היציאה השנייה, המשלבת את היציאות של שתי סוללות פוטו-וולטאיות אחרות, מחוברת לכניסה השנייה של התקן סיבוב הפנל הסולארי, וליציאות של יחידות הבקרה לכיוון של פאנלים סולאריים לכיוון השמש וסיבוב של פאנלים סולאריים למיקום נתון מחוברות, בהתאמה, לכניסה הראשונה והשנייה של מכשיר ההמרה ההגברה, שהמוצא שלו, בתורו, מחובר לכניסה השלישית של התקן סיבוב הפאנל הסולארי, היציאה הראשונה והשנייה של התקן סיבוב הפאנל הסולארי מחוברות, בהתאמה, לכניסות של ווסת הזרם הראשון והשני, והיציאות של ווסת הזרם מחוברות לחשמל. אפיק אספקת החללית, יחידת הסוללה מחוברת עם הקלט שלה, דרך מטען הסוללות, לאפיק אספקת החשמל, בעוד שמטען הסוללה מחובר עם הכניסה הראשונה שלו לאפיק שצוין, ולכניסה השנייה של מטען הסוללות סוללות, חיישן זרם עומס מחובר, המחובר בתורו לאפיק אספקת החשמל, יחידת הסוללה מחוברת עם הפלט שלה לכניסה הראשונה של היחידה להפקת פקודות לטעינת סוללות, והפלט הראשון של הסוללות יחידת בקרת מערכת אספקת החשמל מחוברת לכניסה השנייה של היחידה שצוינה, הפלט של היחידה המפיקה פקודות לטעינת הסוללות מחוברת לכניסה השלישית של מטען המצברים, הפלט השני והשלישי של יחידת הבקרה של מערכת אספקת החשמל מחוברים לכניסות הראשונות של יחידות הבקרה לכיוון הפאנלים הסולאריים לכיוון השמש וסיבוב הפאנלים הסולאריים למיקום נתון, הפלט השלישי של התקן סיבוב הפאנלים הסולאריים המחובר לכניסות השניות של יחידות הבקרה עבור הכיוון של פאנלים סולאריים לכיוון השמש וסיבוב של פאנלים סולאריים למיקום נתון, הפלט של הבלוק למדידת צפיפות השטף הנוכחי של קרינה אלקטרומגנטית סולארית מחובר לכניסת הבלוק לקביעת פעילות השמש, הפלט הראשון שלו, בתורו, מחובר לקלט של הבלוק הקובע את רגע הזמן של פגיעת החלקיקים על החללית, הפלטים של הבלוק לקביעת רגע הזמן של פגיעת החלקיקים על החללית והגוש למדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מחוברים, בהתאמה, לכניסה הראשונה והשנייה של הבלוק לקביעת רגע הזמן של תחילת השליטה על פאנלים סולאריים על ידי זרמי עומס, והכניסה לבלוק עבור מדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מחוברת לפלט השני של הבלוק לקביעת פעילות השמש, הפלט של הבלוק לקביעת רגע הזמן שבו לוחות סולאריים מתחילים להיות נשלטים על ידי זרמי עומס מחוברת לכניסה של בלוק הבקרה של מערכת אספקת החשמל, שהפלט הרביעי שלו, בתורו, מחובר לכניסה הראשונה של לוחות השמש של בלוק הבקרה לפי זרמי עומס, שהכניסה והיציאה השלישית שלה מחוברות, בהתאמה, לפלט השלישי של התקן סיבוב הפאנלים הסולאריים והכניסה השלישית של מכשיר ההגברה-המרה, המאופיינת בכך שהיא כוללת בנוסף בלוק לקביעת הזרם הנדרש מפאנלים סולאריים, בלוק לקביעת רגעי ההתרחשות המבשרים את ההשפעה השלילית של אנרגיה גבוהה חלקיקים על החללית והיחידה לקביעת הערכים המותרים של רמת טעינת הסוללה, בעוד שהכניסות והיציאה הראשונה והשנייה של היחידה לקביעת הזרם הנדרש מפאנלים סולאריים מחוברים, בהתאמה, לפלט השני של העומס חיישן זרם, היציאה השנייה של סוללות מטען המצברים והכניסה השנייה של יחידת בקרת הפאנל הסולארי לזרמי עומס, יציאות היחידה למדידת צפיפות השטף של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה והיחידה למדידת צפיפות הזרם. שטף של קרינה אלקטרומגנטית סולארית מחוברים
ההמצאה מתייחסת לאסטרונאוטיקה וניתן להשתמש בה בפעילויות חלל - חקר החלל החיצון, כוכבי לכת של מערכת השמש, תצפיות על כדור הארץ מהחלל וכו', שבהן יש צורך לקבוע את הקואורדינטות המרחביות של חלליות (SV) ו המרכיבים של וקטור המהירות שלו.
ההמצאה מתייחסת לטכנולוגיית רקטות וחלל וניתן להשתמש בה ביצירת רכבי שיגור (LVs), כולל הסבה, לשיגור חלליות למסלולי כדור הארץ נמוכים.
ההמצאה מתייחסת לתחום טכנולוגיית החלל, כלומר למערכות אספקת חשמל לחלליות, וניתן להשתמש בה כדי לשלוט במיקום הפאנלים הסולאריים שלהן