Способ определения периода обращения космического объекта по орбите вокруг планеты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8214 0 1/22 ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(21) 4915215/23 . вокруг планеты, Целью изобретения являет- (22) 28.02,91 . ся повышение точности определения пери- (46) 15.06.93. Бюл. М 22 . ода обращения космического объекта, (71) Московский институт связи преимущественно по круговой орбите. В (72) А,В, Андреев и В.И.Куркин . способе определения периода обращения (56) Горькое В.Л. Космические радиолинии, КО по орбите вокруг планеты, включающем сер. Космонавтика, астрономия, М.: "Зна- развертывание вблизи КО гибкого элемента ние", 1986 гВ 9, стр,22-34.измерение геометрических характеристикОачз Ю.Я, апб Вапечее А.К./ ОЬчабопотносительно двйжения ГЭ. используют баарпц оГ а тейегеб затеИМе Ьу Уо-Уо . гибкий элемент в виде свободногозамкнуСоптго аИЬ апд 1 е веазогевепт//1, ОЫб: . того контура, который развертывают в пло.Соп 1 гапб Оуп.1990 г,13, Я 2, р,р,370-374- скости орбиты космического объекта с прототип приданием гибкому элементу скорости в на- (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДА правлении вдоль его контура, совпадающем ОБРАЩЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, с направлением обращения космического ПО ОРБИТЕ ВОКРУГ ПЛАНЕТЫ .. - объекта по орбите, измеряют максимальный (57) Изобретение относится к космический и минимальный диаметры контура и по изнавигации и может быть использовано для меренным диаметрам и заданной скорости автономногоопределенияпериодаобраще- контурного движения определяют период ния космического объекта (КО) по орбите обращения. космического объекта. 7 ил. Изобретение относится к космической навигации и может быть использовано для автономного определения периода обращения космического объекта (КО) по орбите .вокруг планеты.Целью изобретения является повышение точности определения периода обращения КО; преимущественного по круговой орбите.Указанная цель достигается тем, что в способе определения периода обращения космического объекта по орбите вокруг пла; неты включающем развертывание вблизи космического объекта гибкого элемента и измерение геометрических характеристик относительно движения гибкого элемента, 0используют ГЭ в вйде свободного замкнуто- ЬЭ го контура, который развертывают в пло- ф скости орбиты КО с приданием ГЭ скорости Д, в направлении вдоль егоконтура, совпада- ( ) ющем с направлением обращением КО по сорбите, измеряют максимальный и минимальный диаметры контура, и по измеренным диаметрам и заданной скорости контурного движения определяют период обращения КО,Сущность изобретения состоит в использовании зависимости связывающей величины максимального О и минимального б диаметров гибкого контура - с контурнойскоростью ч и орбитальной угловой скоростью ( юр ),Для выполнения (1) необходимо, чтобы замкнутый контур(овальной формы) свободно - беэ механической связи с КО - двигался по той же орбите, располагаясь в ее плоскости (причем положение в плоскости орбиты отвечает состоянию устойчивого равновесия контура, если циркуляция ГЭ вдоль кон-, тура того же направления, что и движение КО по орбите),На фиг,1 дан вид в плоскости орбиты КО и формируемого контура ГЭ; на фиг.2 - вид Ко в нормальной плоскости; на фиг,З - конструктивная схема устройства запуска ГЭ; на фиг.4 - то же, в одном из боковых видов; на фиг,5 и 6 - промежуточные состояния развертываемого ГЭ; на фиг,7-показан ряд возможных взаимных положений КО в ГЭ в процессе измерений,КО 1, ориентированный своей продольной осью вдоль местной вертикали (Ось У) на орбите 2 вокруг планеты (ось х направлена по скорости орбитального движения) снабжен устройством 3 для запуска ГЭ 4, формируемого в виде замкнутого контура (фиг, 1). Для уменьшения возможных возмущений на КО во время развертывания ГЭ возможна установка эксчентрикового противовеса 5 (фиг,2), установленный симметрично устройству 3 относительно плоскости 6 орбиты 2 (ось Е совпадает с бинормалью).Устройство для запуска ГЭ (фиг.З) может быть выполнено в виде платформы 7, связанной с корпусом 8 КО 1 посредством шарнирного подвеса, содержащего телескопическую штангу 9 с приводом 10 изменения длины штанги, шарнирно связанную с концом штанги раму 11, на оси 12 которой установлена платформа 7. На платформе размещены кинематические звенья для придания ГЭ 4 контурного движения ведущие прижимные ролики 13 и 14 с приводами 15 и 16 вращения; ведомые ролики 17, 18 (с которыми, например, связаны датчики контурной скорости ГЭ), а также емкость ("бухта") 19 для хранения запаса ГЭ. Роликй следует выполнить профияированными для предотвращения выскальзывания из них ГЭ.Устройство 3 снабжено приводом 20 вращения платформы 7 вокруг оси 12, а также приводом 21 (фиг,4) вращения рамки 11 вокруг оси штанги 9, Приводы 10, 15, 16, 20, 21 связаны входами с системой управления развертыванием ГЭ (не показана). В свою очередь, входы этой системы управления связаны с датчиками скоростей вращенияроликов 17, 18 (стрелки 22 на фиг.З), программными блоками и средствами контроляформы и размеров контура ГЭ (лазернымисканирующими дальномерами или ТВ - ка 5 мерами, установленными на платформе 7или на корпусе КО; данные известные средства также не показаны на чертежах).Привода 15, 16 вращения ведущих роликов 13 и 14 выполнены поворотными (фиг,З)10 и снабжены соответствующими механизмами (электромеханическими, пружинными ит.д.) для выведения роликов 13 и 14 из за-цепления с роликами 17 и 18.Гибкий элемент может быть выполнен в15 виде тонкой кевларовой нити (с погонноймассой 10 -10 кг/м), на поверхность которой может быть нанесено электропроводящее (медное или алюминиевое) покрытиетолщиной (0,5-1) мкм. Электрическое соеди 20 нение ГЭ с бортовыми источниками питаниявозможно через ролики 17, 18 или черезспециальные контакты, Приведенный пример исполнения ГЭ отвечает его использованию в качестве антенны,25 Предлагаемый способ реализуется с помощью описанных выше средств следующим образом.После того, как КО 1 займет положение(см.фиг.1 и 2) (с точностью до малых вибра 30 ционных колебаний). ГЭ начинает развертываться при вращении с помощью привода 16роликов 14 и 18, выдающих запас ГЭ иэемкости 19 (ролики 13 и 17 заторможены).Для более эффективного развертывания35 контура ГЭ платформа 7 (вместе с рамкой11) может быть придано вращение в плоскости орбиты КО с помощью привода 21 вращения вокруг оси штанги 9 (фиг.4). Впроцессе Формирования контура ГЭ приво 40 ды 10 и 20 могут корректировать - по сигналам системы управления - положениеплатформы 7, совмещая ее мгновенную плоскость с плоскостью контура. Одновременно, может регулироваться вращение,"5 дисбаланс и вынос из плоскости 6 эксцент рикового противовеса 5 (фиг,2),После того, как запас ГЭ выбран иэ емкости 19 (что может быть зафиксированосоответствующим датчиком), включаются в50 работу ролики 13 и 17, вращающиеся синхронно с роликами 14 и 18 (при этом натяжение ГЭ между парами роликов можетконтролироваться каким-либо датчиком, натяжения типичным для тросовых систем).55 Возможен вариант, когда ролики 13, 17 вращаются пассивно, а Функции привода 15сводятся к притормаживанию ГЭ (в этомслучае с приводом 15 может быть объединендатчик натяжения ГЗ).Контур, сформированный при враще- случае устройство запуска ГЭ(фиг.3 - 4) монии платформы 7. показан (в разных мгно- жетбытьвыполненов "кассетном варианте"венных положениях) на фиг,5. Постепенно (например, с несколькими снаряженнымитормозя вращение платформы с контуром емкостями типа 19, снабженными устройстГЭ, переводят платформу в фиксированное 5 вами подачи и отстрела использованных емсостояние с ориенТацией оси 12 рамки 11 в костей).направлении, близком к местной вертикали В другом варианте вместо платформы 7(оси У), после чего уменьшают контурную (фиг.З) может быть использована призма (сскорость до требуемого значения ч, стаби-4 гранями), на каждой из граней которойлиэируют и запоминают это значение (ис установлены емкости и механизмы, анапбльзуя каналы 22, фиг.З). После того, каклогичные тем, что размещены на платколебания контура уменьшатся до допусти- форме 7.мого уровня, а его форма станет приемле- Технико-экономическая эффективностьмой для измерений (в смысле достаточной предлагаемого изобретения состоит в обесвеличины отношения О/б) - см.фиг.6- про печении достаточно высокой точности авто-изводится снятие механических связей . номного определения периода обращениямежду ГЭ и КО. Это осуществляется отведе- КО по орбите при помощи простых и недонием роликов 13, 14 (с приводами 15, 16) и рогих средств.платформы 7(с помощью привода 10 штан-Ф о р мул а изобретенияги 9) от контура ГЭ. 20 Способ определения периода обращеСвободно расположенный контур ния космического объекта по орбите вокруг(фиг,7) имеет овальную форму, в соответст- планетц, включающий развертывание вбливии с 1. Измеряя с помощью подходящих зикосмическогодбъектагибкогоэлементаисредств (ТВ - камер или лазерных уст- измеренйе геометрических характеристикройств) параметры контура; его максималь относительно движения гибкого элемента,ныйиминимальныйдиаметр(которыемогут о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюбыть выявлены обработкой изображений повышения точности определения периодаконтура), определяют; исходя из (1), и изве- обращения космического объекта преимустного значения скорости у, значение угло- щественно по круговой орбите, используютвой орбитальной скорости ао . ЗО гибкий элементв виде замкнутого контура,Контур 4 в силу разных причин можат который развергцвают в плоскости орбитымедленно перемещаться относительно КО космического объекта с приданием гибкому(фиг.7). При необходимости повторного ис- элементу скорости в направлении вдоль егопользования этот контур может быть воз контура, совпадающем с направлением обвращен на борт КО при помощи 35 ращения космического объекта по орбите,какого-либо известного захватного при-. измеряют максимальный и минимальныйспособления. диаметры контура и по измеренным диаметЕсли же требуется проведение несколь- рам и заданной скорости контурного движеких измерений, то следует запастисьсоот- ния определяют период обращенияветствующим количеством ГЭ. В этом 40 космического обьекта, 18214371821437 еда кто аказ 2089 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-ЗБ,.Раушская наб., 4 Ю Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Составитулакова Техред М А. Косолаповгентал Корректор М. Шароши