Способ энергоснабжения наземных потребителей из космоса

Красного Знамени институтлектроники АН СССР) Заявитель Ордена Трудово иЗТЕхХ:щщ СПОС ЗЕМНЫХ А Б ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ОТРЕБИТЕЛЕЙ ИЗ КОС Изобретение относится к глобальным системам энергоснабжения, а именно к способам энергоснабжения наземных потребителей из космоса,Известен способ энергоснабжения наземных потребителей из космоса, по,которому солнечные космические электростанции (КЭС) размещают на геостационарной орбите и осуществляют непосред ственную передачу энергии СВЧ-пучком1 О с космической электростанции на назем- .ный приемный пункт, расположенный в приэкваториальной зоне Земли 11).В связи с ограниченностью геостационарной орбиты, присутствием большого15 числа космических объектов различного назначения размещение на ней космических электростанций затруднено, поэтому целесообразно размещать станции на других орбитах, обеспечивая при этом необходимую эффективность передачи энергии.Наиболее близким техническим решением из известных является способ энергоснабжения наземных истребителей из 2космоса,включаюший выведение энергетических станций (в частности, КЭС) на суточные неэкваториальные орбиты вокруг Земли и передачу энергии со станций на наземный приемный пункт Г 2 3: Суточные околокруговые синхронные орбиты с наклонением, отличным от нуля, позволяют разместить большое число круп ногабаритных космических объектов, в том числе и космических электростанций, Однако в этом случае ухудшаются условия радиовидимости объектов с наземных приемных пунктов, расположенных в средних и.высоких широтах. Для осуществления этого способа наобходимо в несколько раз увеличить плошади, занимаемые дриемными пунктами. Кроме того, ухудшаклоя условия прохождения СВЧ-пучка через атмосферу Земли.Для повышения КПД приемно-передающего тракта при непрерывной передаче эйергии на наземный, преимущественно средне- и высокоширотный, приемный пункт, без увеличения площади приемногй3 04637 Для варианта системы из космической электростанции и отдельного космического ретранслятора 3 (см. фиг. 1) находящаяся на северной части витка и в области видимости приемного пункта КЭС направляет СВЧ-пучок непосредственно на ,наземный приемный пункт. При переходе электростанции в южную часть витка КЭС. направляет СВЧ-пучок на космический ретранслятор 3 для последующей пассивнойретрансляции энергии на наземный приемный пункт. В случае, когда на каждой из орбит находится более, чем одна электростанция или пассивный ретранслятор, передачу энергии осуществляют таким же способом для каждой пары космических объектов, разнесенных цо аргументу широты на указанный выше угол. 15 20 25 50 55 пункта в предлагаемом способе для каждой станции выводят ретранслятор передаваемой ею энергии на суточную неэкваториальную орбиту, смещенную относительно орбиты станции по долготе восходящего узла на угол 180 О, обеспечивая начальную разность аргументов широты станции и ретранслятора в 180 о, а энергию на наземный приемный пункт передают попеременно через ретранслятор - когда условия его радиовидимости с этого.пункта лучше, чем у станции - и непосредственно со станции - в противном случае.При этом на орбиту станции и орбиту ретранслятора передаваемой ею энергии могут быть выведены совместно с ними соответственно дополнительный ретранслятор и дополнительная энергетическая станция.На фиг. 1 дана схема энергоснабжения средне- и высокоширотных наземных пунктов из космоса с ретрансляцией СВЧэнергии с помощью системы, состоящей из космической электростанции и космического ретранслятора, обращающихся по суточным околокруговым синхронным орбитам; на фиг, 2 - схема энергоснабжения средне- и высокоширотных наземных приемных пунктов из космоса с ретрансляцией СВЧ-энергии с помощью системы.30 из двух космических электростанций, обращающихся по суточным эллиптическим синхронным орбитам; на фиг. 3 - схема энергоснабжения средне- и высокоширотных. наземных приемных пунктов из космоса с ретрансляцией СВЧ-энергии с по мощью системы из двух космических электростанций, обращающихся по суточ,ным околокруговым синхронным орбитам;40.Схема включает передающую антенну 1 первой электростанции, наземный приемный пункт 2, пассивный ретранслятор 3 электростанции и передающую антенну 4 второй электростанции.Сущность способа для варианта из .,двух космических станций КЭСи КЭС для снабжения, например высокоширотного приемного пункта, находящегося в северном полушарии, состоит в следующе меКЭСс помощью антенны 1 формирует когерентный СВЧ-пучок и при движении по северной части витка направляет его на наземный приемный пункт 2 и с помощью пассивного ретранслятора 3 отражает посланный со второй электро станции, находящейся на южном полувит ке орбиты, СВЧ-пучок на тот же прием 2 4ный пункт 2. Находящаяся на южной части витка КЭСформирует когерентный СВЧ-пучок с помощью антенны 4 и направляет его на пассивный ретранслятор 3 первой электростанции. При переходе электрстанций в результате движения по орбите из южной части витка Ь северную и наоборот функции их меняются. Пример реализацйи способа для около- ,круговой и эллиптической орбиты приведен в табл, 1.Ф - минимальное удаление станции отУповерхности Земли;1 - максимальное удаление станции от,поверхности Земли;- наклонение орбиты.В табл. 2 приведены параметры сис- темьГ энергоснабжения наземных высокоширотных приемных пунктов известкыми .способами 1 и 23.Как видно из табл. 1 и 2, в случае снабжения энергией наземных приемных пунктов, находящихся на широте 55 и 70, с помощью электростанций, расположенных на околокруговых синхронных орбитах с наклонением 10 о, предлагаемым способом требуется площадь соответственно в 2 раза и в 6 раз меньше, чем в прототип ееТаким образом, применение предлагаемого способа повышает эффективностьэнергопередачи, значительно сокращает .затраты на построееие наземных приемныхпунктов и снижает занимаемые ими площади. Использование эллиптических орбитдля размещения на них космических электростанций позволит существенно снизить,кроме того, затраты на выведение их на орбиты.946372 6Таблица 1 60 60 5 20 20 н 0 Таблиц 5 7 330 000 и форму обретен я1. Способ энергоснабжения наземных потребителей из космоса, включавши, выведение энергетических станций"на суточные неэкваториальные орбиты вокруг Земли и передачу энергии со станций на наземный приемный пункт, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью новьщения коэффициента полезного действия приемнопередаюшего тракта при непрерывной передаче энергии на наземный, преимущественно средне- и высокоширотный, прие 4- ный пункт без увеличения площади пр емного пункта, для каждой станции вь дят ретранслятор передаваемой ею эн гии на суточную неэкваториальную орб ту, смещенную относительно орбиты ции по долготе восходящего узла на 180", обеспечивая начальную разнос аргументов широты станции и ретра и Источники информации,во- принятые во внимание при экспертиер 1. Патент США М 3, 781,647;и- кл. 322-2, 1973.стан, А 1 си 0.,1 , "Бовеугол ;о 1 йопвйайопагу Сеоьупсть ,ЫЫ, А 1 АА Рар., 78-1107 (1978)нсля- (прототип). Аррсайопвпгопооь ОгОколокруговая синхрониаи орбита Ъ 85,8 т,км; .ь =10 ).Эллиптическая синхро ная орбита;Иу = 05 ткмЪ = 71,8 т,км(Ъ = 35,8 т.км:, о = О)Околокруговая синхроннаяорбита (Ъ = 35,8 т.км;Д =10). тора в 180 о, а энергию на наземный приемный пункт передают попеременно через ретранслятор, кЬгда условия. его радиовидимости с этого пункта лучше, чем у станции, и непосредственно со стан 1 щр - в противном случае.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на орбиту станции и орбиту ретранслятора передаваемой ею энергии выводят совместно с ними соот ветственно дополнительный ретранслятори дополнительную энергетическую стан 946372946372 ектор Г. Решет 0796/8 Тираж 70 Д ПодписВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобрете ний и открытий13035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5,ит",г. У ктная, 4 од 3 ь Составитель А. АндреевРедактор О. Филиппова Тирад Е.Харитончик