Авиация NEAR Shoemaker - Устройство аппарата

11 мая 2011


Оглавление:
1. NEAR Shoemaker
2. Устройство аппарата
3. Хроника полёта и траектория
4. Результаты миссии

«NEAR Shoemaker» был сконструирован в Лаборатории прикладной физики. Это 55-й космический аппарат, сконструированный в APL.

Общие характеристики

«NEAR Shoemaker» имеет форму восьмиугольной призмы, с четырьмя фиксированными панелями арсенид-галлиевых солнечных батарей, расположенных в виде мельницы. На верхнем основании призмы была установлена антенна высокого усиления диаметром 1,5 метра.

Площадь основания аппарата составляла 1,7 м². Общая масса на старте, с учётом топлива — 805 кг, без топлива — 487 кг.

Основные подсистемы

Управляющие подсистемы:

• Командно-управляющая подсистема.
• Подсистема стабилизации.
• Подсистема телекоммуникации.
• Подсистема энергоснабжения.
• Двигательная подсистема.

Научные инструменты:

• Мультиспектральная камера.
• Инфракрасный спектрометр.
• Лазерный высотомер.
• Гамма-рентгеновский спектрометр.
• Магнитометр.
• Радиоосциллятор.

Описание управляющих подсистем

За управление «NEAR Shoemaker» отвечала Командно-управляющая подсистема, предназначенная для выполнения команд с Земли, сбора, обработки и форматирования данных телеметрии, включения и выключения других устройств аппарата. Подсистема включала в себя интерфейс MIL-STD-1553 для связи с другими подсистемами, управляемыми процессором. C&DH была оснащена двумя модулями памяти: ёмкость первого составляла 0,67 Гбит, второго — 1,1 Гбит.

Подсистема стабилизации предназначена для направления антенны высокого усиления при сеансах связи с Землёй, позиционирования аппарата для направления научных приборов в сторону исследуемой области. Для выполнения этих функций использовались несколько приборов, в том числе четыре полусферических 30-миллиметровых гироскопа. Гироскопы также использовались для определения курса и измерения изменения скорости. Кроме того, подсистема стабилизации обеспечивала контроль за тепловым состоянием приборов, предохраняя их от перегрева или переохлаждения.

Подсистема телекоммуникации обеспечивала связь аппарата с Землёй. В состав подсистемы входила одна антенна высокого усиления и две — низкого усиления. HGA использовалась для передачи больших объёмов данных, и могла работать на скорости обмена до 26,8 Кбит/с. LGA использовались в тех случаях, когда необходимо было экономить энергию, как, например, в процессе полёта «NEAR Shoemaker» к цели. Скорость обмена антенны низкого усиления была очень небольшой, от 9 бит/с.

Подсистема энергоснабжения включает четыре панели арсенид-галлиевых солнечных батарей, размером 1,83 × 12,2 метров каждая, и никель-кадмиевую батарею ёмкостью 9 Ампер-час. На начальном этапе, на расстоянии 1 а. е. солнечные батареи обеспечивали мощность 1880 Вт, на наибольшем удалении от Солнца — около 400 Вт.

Двигательная подсистема предназначена для выполнения манёвров и управления положением аппарата. Она включает в себя один главный двигатель тягой 450 Н, четыре двигателя тягой по 21 Н, и семь малых двигателей тягой по 3,5 Н. Главный двухкомпонентный двигатель использовался для совершения манёвров в космосе. Остальные двигатели однокомпонентные, и использовались для управления положением аппарата.

Описание научных инструментов

Мультиспектральная камера предназначения для получения изображений в видимом и близким к инфракрасному диапазонам. Камера включает в себя восемь фильтров, охватывающих диапазон от 450 до 1100 нм. Угол обзора камеры составляет 2,95° × 2,26°, с разрешением 537 × 244 пикселей. Такие характеристики позволяют получить разрешение 10 × 16 м с расстояния 100 км. Мультиспектральная камера использовалась для определения формы Эроса, особенностей строения поверхности, построения карты распределения минералов.

Инфракрасный спектрометр работал в спектральном диапазоне от 0,8 до 2,6 мкм. Предназначался для изучения химического состава астероида, путём измерения спектра отражённого от поверхности солнечного света.

Лазерный высотомер использовался для определения расстояния до Эроса, и позволил провести точные измерения формы астероида. Лазерный передатчик, входящий в состав прибора, работал на длине волны 1,06 мкм, и вырабатывал импульсы мощностью 15 мДж и длительностью 12 нс.

Гамма-рентгеновский спектрометр разрабатывал глобальные карты химического состава поверхности Эроса, измеряя выбросы гамма-излучения и рентгеновского излучения с астероида, образующиеся в связи с воздействием солнечной энергии. По сути инструмент представлял из себя два прибора, измеряющих электромагнитные волны разной длины. Измерения в рентгеновском диапазоне использовались для обнаружения в составе поверхности астероида таких химических элементов, как магний, алюминий, кремний, кальций, титан и железо. В гамма-диапазоне исследовалась поверхность глубиной порядка 10 см на предмет наличия кислорода, кремния, железа, водорода, калия, тория и урана.

Трёхосевой феррозондовый магнитометр использовался для измерения магнитного поля Эроса. Датчик прибора был установлен в основании антенны высокого усиления, а электроника — в другой части аппарата. Датчик использовал восемь выбираемых уровней чувствительности в диапазоне от 4 нТл до 65536 нТл.

Радиоосциллятор, работавший на частоте 8438 МГц, позволял определять радиальную скорость с точностью до 0,1 мм/с, а также использовался для измерения гравитационных параметров Эроса.

Просмотров: 3163

<<< MESSENGER

PLANET-C >>>