衛星結構——論姿態的重要性
各位控迷,又到了小控和你聊衛星的時間了。
說起衛星,我最喜歡的就是劉詩詩了
……(此控已瘋???)
好吧,說起明星,我最喜歡的就是劉詩詩了,畢竟美麗的臉龐有許多,但是有幾個有如此姿態美的呢?小控覺得姿態總最能反映出一個人的氣質,像是過去的生活烙印在骨子裡,不僅是身體的儀態,還包含著看待世界的態度。雖然小控總想昂首挺胸的走在街上,但是電腦族的通病就是含胸駝背探頭,但是請相信小控是自信樂觀的……(想哭,有矯正方法的請聯繫我)(PS:本文不含任何宣傳目的)
說起姿態,必須和大家聊聊衛星的姿態控制系統,這其實控制的是衛星的運行平衡,其重要性可想而知。
(上課了上課了 注意聽講!)
先說說衛星發射入軌過程中,姿態控制的作用。以我們最熟悉的通信廣播衛星發射入軌為例,通信衛星運行軌道最後定點在距地面約36000千米的地球靜止軌道上,這樣它的服務區域在地球上可以保持不變。具體的發射過程大致是將衛星由運載火箭送入一個大橢圓轉移軌道,由星上的遠地點發動機多次變軌點火,將衛星送入赤道上空的靜止軌道。所有這些軌道控制過程,都由固定安裝在星體上的推力器完成,因此需要姿態控制系統控制衛星姿態,確保推力器產生的推力方向正確。世界上不乏由於衛星姿態控制系統出錯,導致推力器的推力方向錯誤,而導致衛星入軌失敗的案例!例如……(我就不點名了啊)。
衛星在軌運行後,需要根據任務要求始終維持某種姿態(例如對地定向、對日定向……),這就是姿態穩定控制;有時候還需要從一種姿態變到另一種姿態,這就是姿態機動。姿態穩定控制要求自控系統克服衛星的各種干擾力矩,確保衛星達到預定的指向精度與穩定度,它屬於長期持續的工作過程,所要求的控制力矩相對較小。姿態機動是控制衛星從一種姿勢變化到另一種姿勢的再定向過程,從衛星的整個工作周期來看,屬於短暫過程,一般採用能夠產生較大力矩的執行機構來實現迅速的姿態變化。因此基於這兩種不同目的控制方法,所選取的執行機構與控制系統是不同的,往往需要兩套系統加以實現。
姿態控制系統一般由姿態敏感器、控制器和執行機構三部分組成。典型的敏感器有太陽敏感器、紅外地平儀、星敏感器、陀螺和射頻敏感器等。早期的控制器是由電子線路實現的,後來逐步向數字化和星載計算機方向發展。執行機構按產生力矩的方式可分為三類:第一類是利用質量排出產生反作用推力或力矩。第二類是利用「角動量守恆」原理用飛輪來控制角動量的變化,達到穩定衛星姿態的目的。第三類是利用空間環境場(磁場、引力場、太陽光壓等)與衛星相互作用產生力矩。
今天的內容就是這些了,我們通過對衛星結構的系列講解,希望能夠讓各位控迷們更加熟悉衛星的任務方法和相關的內容,雖略顯專業,但是相信熱愛衛星的你們會喜歡這些乾貨的。最後,希望我們每個人都能活出最美的姿態!
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