Automatisk interplanetär station

En automatisk interplanetär station ( AMS ) är en obemannad rymdfarkost konstruerad för att flyga i interplanetär rymd (inte i en geocentrisk bana ) med olika tilldelade uppgifter [2] .

Även om det finns många dussintals stater med jordnära satelliter , är det få som bemästrat den komplexa tekniken för interplanetära stationer:  Sovjetunionen (och dess efterträdare Ryssland ), USA , ESA- medlemmar (22 europeiska länder ), Japan , Indien , Kina och Förenade Arabemiraten (dessutom, uppdraget Israel , men det slutade i misslyckande). De flesta uppdrag har riktats mot månen , Mars , Venus och jordnära asteroider , och endast USA har skickat uppdrag till det yttre solsystemet (dvs. bortom det huvudsakliga asteroidbältet), en gång i samarbete med ESA . Det finns för närvarande över 20 uppdrag i drift.

Uppgifter

AMC är vanligtvis utformad för att utföra en rad uppgifter, allt från forskningsprojekt till politiska demonstrationer. Typiska objekt för forskningsuppgifter är andra planeter , dvärgplaneter , deras naturliga satelliter , kometer och andra objekt i solsystemet . I detta fall utförs vanligtvis fotografering, skanning av reliefen; de aktuella parametrarna för magnetfältet , strålning , temperatur mäts ; den kemiska sammansättningen av atmosfären på en annan planet, jord och yttre rymden nära planeten; planetens seismiska egenskaper kontrolleras .

Kommunikation

De ackumulerade mätningarna sänds periodiskt till jorden med hjälp av radiokommunikation. De flesta av AMS har tvåvägs radiokommunikation med jorden, vilket gör det möjligt att använda dem som fjärrstyrda enheter. För närvarande används frekvenser i radioområdet som en kanal för dataöverföring. Utsikterna för användning av lasrar för interplanetär kommunikation studeras. Långa avstånd skapar betydande förseningar i datautbytet, så graden av automatisering av AWS eftersträvas maximerad. Nya AWSs som Cassini-Huygens och Mars Exploration Rover har en hög grad av autonomi och använder omborddatorer för att fungera autonomt under längre tidsperioder [3] [4] .

Konstruktion

AMS kan ha olika design, men vanligtvis har de många liknande funktioner.

Elkällor ombord på AMS är vanligtvis solpaneler eller radioisotop termoelektriska generatorer . Radioisotopgeneratorer används i de fall där AMS måste fungera på avsevärt avstånd från solen, där användningen av solpaneler är ineffektiv [5] . Elförsörjningen i händelse av eventuella avbrott tillhandahålls av ett speciellt batteri. Instrumentfacket håller en temperatur som är tillräcklig för normal funktion av alla enheter som finns där. Det inbyggda astroinertial navigationssystemet består av tröghetssensorer, en astrokorrektor (en anordning för insamling och förbearbetning av astronomisk information); tillsammans med marktjänster bestämmer den vinkelorienteringen i rymden och koordinater. För att styra orienteringen i rymden använder AMS gyrodyner , som korrigerar raketmotorer. För acceleration eller retardation under kryssningsflygning används raketmotorer, och på senare tid, elektriska raketmotorer .

För radiokommunikation används främst parabolantenner och fasade antenner som arbetar med gigahertzfrekvenser. Stora AWS har ofta en separerbar design. Till exempel, vid ankomsten till destinationsplaneten, kan nedstigningsfordonet separeras från AMS, vilket ger en mjuk landning av en fast planetstation eller planetarisk rover eller ger placering av en ballong med vetenskaplig utrustning i atmosfären [6] , och den del av AMS som återstår i omloppsbana av planetens satellit (omloppsstation) kan utföra radiorepeaterfunktioner.

Historik

Den första automatiska interplanetära stationen var Luna-1 , som flög nära månen . De mest framgångsrika AMS är Voyager , Venus , Luna , Mariner , Pioneer , Viking , Vega , Chang'e , samt Galileo , Cassini , New Horizons ".

Rekordet för arbetets varaktighet demonstreras av två Voyager-rymdskepp som lanserades 1977.

Ett nytt steg i utvecklingen av AMS är användningen av jon- och plasmaelektriska raketmotorer. Ett exempel på detta är Dawn- uppdraget som utforskar asteroidbältet.

Banor för interplanetära flygningar

Efter att sonden har lämnat jordens närhet kommer dess bana att ta formen av en bana runt solen, nära jordens bana. Ur energisynpunkt är det mer ändamålsenligt att ta sig till en annan planet längs en elliptisk Hohmann-bana , och metoden för den så kallade " gravitationsslingan " - ytterligare acceleration av rymdfarkosten i gravitationsfältet för mellanplaneter på rutten - gör det möjligt att uppnå den bästa bränsleekonomin . Detta gör att du kan ta ombord mindre bränsle, vilket innebär mer utrustning, men denna manöver är inte alltid tillgänglig.

För högprecisionsmätningar från jorden använder banorna för en automatisk interplanetär station flera markstationer och en mycket lång baslinjeteknik för radiointerferometri . Dessutom används radioemissionen från en kvasar nära AMS:s riktning , eftersom kvasarer, på grund av deras stora avstånd, till skillnad från stjärnor, ser nästan orörliga ut. Till exempel, för att bestämma parametrarna för banan för ExoMars-2016 AMS, användes radioemissionen från P1514-24 kvasaren [7] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Encyclopedic Dictionary of a Young Technician /komp. B.V. Zubkov, S.V. Chumakov. - 2:a uppl. - M . : Pedagogy , 1987. - S.  23 .
  2. ↑ Rymdsonder . National Geographic Education . National Geographic Society . Hämtad 11 juni 2019. Arkiverad från originalet 24 augusti 2020.
  3. ↑ K. Schilling, W. Flury. Autonomi och inbyggda uppdragsledningsaspekter för Cassini Titan-sonden  (engelska)  // Acta Astronautica. - Elsevier , 1990. - Vol. 21 , iss. 1 . - S. 55-68 . - doi : 10.1016/0094-5765(90)90106-U .
  4. ↑ Richard Washington, Keith Golden, John Bresina, David E. Smith, Corin Anderson, Trey Smith. Autonoma Rovers för Mars  Exploration . NASA Ames Research Center. Hämtad 14 juni 2019. Arkiverad från originalet 23 mars 2021.
  5. ↑ Grunderna i rymdflygning - Utforskning av solsystem : NASA Science  . NASA vetenskap. Hämtad 14 juni 2019. Arkiverad från originalet 11 juni 2020.
  6. ↑ en sond för att samla in olika data, en projektil, etc.
  7. ↑ Eismont N., Batanov O. "ExoMars": från uppdrag-2016 till uppdrag-2020  // Science and Life . - 2017. - Nr 4 . - S. 7-8 .

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Rymdutforskning av solsystemet
Utforskning av andra planeter
Listor
Objekt på andra planeter
 Utforskning av asteroider med automatiska interplanetära stationer
Flygande
Från omloppsbana
Landers
Tagit fram
Utforskade
asteroider
Aktiva AMC:er är markerade med fet stil