Устройство для ориентации космического аппарата относительно космического тела, лишенного плотной атмосферы

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИДЛИСТИЧЕСКИХЕУБК ЗЗ А 1 21/ 5)5 6 И ИСАНИ БР П. е( 1 Я) (Л иентирооания лговременны ных поверхн х плотной ат Марса, Деймо идоо. а также научнои х исслед стей кру мосферы са, Фобос дальнихдля ор при досвещен шенны Луны, астеро аппаратуры вэниях неоных КТ, линапример, , Меркурия. планет 2-го ОСУДЛРСТЕЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Гончаревский В.С. Радиоуправление сближением космических аппаратов. М.: Сов. радио, 1976. с, 230,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА ОТНОСИТЕЛЬНО КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА, ЛИШЕННОГО ПЛОТНОЙ АТМОСФЕРЫ(57) Изобретение относится к технике, обес- печивающей навигацию космических аппаратов, о частности к навигационным приборам. регистрирующим внешнее излучение, Целью изобретения является повышение эффективности ориентации на неосвещенной стороне космического тела за счет повышения точности беэ уменьшения дальности ориентации и увеличения энергопотребления. Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещены счет-. чики 2 и 3. снабженные щелевыми коллиматорами 4 и 5, Корпус 6 коллиматора 4 и корпус 7 коллиматора 5 соответственно соединены с тягами 8 и 9 механизма 10 поворота, Средство 16 регистрации состоит из счетчиков 17 и 18 импульсов, анализатора 19, блоков 20 и 21 совпадения, высотоИзобретение относится к технике, обеспечивающей навигацию космических аппаратоо, совершающих облет космических тел преимущественно по замкнутой траектории, о частности к навигационным приборам, регистрирующим внешнее излучение,мера 22, блока угловой корреляции и блока 24 управления, причем выход высотомера 22 через блок 23 угловой коррекции соединен с входом механизма 10 поворота. Выходы счетчиков 2 и 3 соединены соответственно с сигнальными входами счетчиков 17 и 18, управляющие входы которых соединены с выходами блока 24, соеди ненного также с управляющими входамиблоков 20 и 21, сигнальные входы которых соединены соотоетстоенно с выходами анализатора 19, входы которого подключены к выходам счетчиков 17 и 18. а выходы блоков 20 и 21 являются выходами средства 16 регистрации и подключены к входам средсто 25 и 26 измерения ориентации соответственно. При этом анализатор 19 содержит блоки суммирования 27 и вычитания 28, первые входы которых обьединены и подключеФны к выходу счетчика 17, а вторые входы также обьединены и подключены к выходу счетчика 18, Выход блока 27 через блок 29 подклю-чен к одному оходу коллимэторэ ЗП, другой вход которого через преобразователь 31 знака соединен с выходом блока 28, соединенного также с входом блока 32 формирования знака коррекции, выходы последнего и вход коллиматора 30 подключены к соответствующим входам блоков 20 и 21, 2 з.п. ф-лы. 3 ил.пгглса Солнечной сисгемы; Юпитера, Сатурна, Нептуна, Плутона и их спутников,Цель изобретения - повышение эффективности ориентации нэ неосвещенной стороне космического тела за счет повышения точности беэ уменьшения дальности ориен тации и увеличения энергопотребления.Нэ Фиг.1 схематично изображены устройство, поперечный разрез, и его функциональная схема на входах анализатора; нэ фиг,2 - вариант конструктивного выполнения устройства, поперечный разрез; на фиг,3 - циклогрэмма формирования сигналов,продольный разрез.Устройство содержит корпус 1, первый счетчик 2 теплооых нейтронов, второй счетчик 3 тепловых нейтронов, первый щелевой коллиматор 4, второй щелевой коллиматор 5. корпус б коллимэтора 4. корпус 7 коллимэторэ 5. тяги 8,9 механизма 10 поворота, угол 11, биссектрису 12, угол 13 коллимации пероого коллилэтора, биссектрису 14 вто- рого угла коллиглации, угол 15 коллимации второго коллиматора, средство 16 регистрации, счетчики 17,18, анализатор 19, блоки 20,21 совпадения, высотомер 22, блок 23 угловой коррекции, блок 24 управления, средстоа 25,26 иэмеренияориентэции, блок 27 суммирования, блок 28 вычитания, блок 29 арифме 1 ических операций, коллиматор 30, преобразователь 31 знака, блок 32 формирования знака коррекции.Устройство рэботэот следующим образом.Поток тепловых нейтронов с поверхности космического тела, а также основное космическое излучение и излучение космического аппарата, на котором установлено устройство для ориентации, достигают поверхности корпуса 1. Тепловые нейтроны свободно проникагот через корпус 1, материал которого не оказывает влияния на их потоки только через щели в кэдмиевых коллиматорах 4 и 5 соответственно. На эпитепловые и быстрые нейтроны. а также нэ Фоновое космическое излучение кадмиеоые экраны коллимэторов 4 и 5 заметного влияния не оказывают. Для излучений. приходящих с любых других направлений, кроме направления коллимации, счетчики 2 и 3 находятся в одинаковых условиях и регистриругот фон с одинаковой эффективностью, 11 оследодательности илпульсоо, образующихся на выходах счетчиков 2 и 3 попадают нэ входы счетчиков 17 и 10 (см, фиг.1), которые вырабатывают выходной сигнал, пропорциональный числу импульсоо, пришедших эа время, задаваемое сигналом"счет" с блока 24. По окончании установленного времени счета блок 24 прекращает сиг 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нэл "счет" и выдает сигнал "сброс, по которому содержимое счетчиков 17 и 18 соответственно передается нэ входы анализатора 19, после чего счетчики 17 и 18 устанавливается в исходное состояние и цикл снова повторяется.Дальнейшая обработка информации происходит следующим образом.В блоке 28 вычисляется разность сигналов, полученных со счетчиков 17 и 18, после чего эта разность поступает в блок 32, из которого выдается соответствующий сигнал счетности Мйз или йзйз в зависимости от знака этой разности. гдей 2соответствует сигналу счетчика 2; йз - сигнал счетчика 3,Наличие сигнала йрйз показывает, что нормаль к поверхности космическоготела смещена в сторону биссектрисы 12, и наоборот, сигнал йгйз показывает, что нормаль к пооерхности космического тела смещена в сторону биссектрисы 14.Эти сигналы могут быть использованы для управления средств 25 и 26 с целью компенсации разориентации КА. однако при этом необходимо убедиться в статической обеспеченности этих сигналов, т.е, определить достоверность сигналов йрйз и й 2йз. Для этого определяют, превышает ли выходной сигнал блока 28 возможную ошибку - выходные сигналы счетчиков 17 и 18 складываются в блоке 27. а в блоке 29 арифметических операций вычисляется квадратный корень этой суммы. Затею выходной сигнал с преобразователя 31 знака коррекции, равный по абсолютной величине выходному сигналу блока 28 вычитания, и выходной сигнал блока 29 сравниваются в коллиматоре 30. Если возможная ошибка измерения не превышает иэмерчемую величину, то на выходе коллиматора 30 возникает сигнал "достоверно", Сигнал "достоверно" говорит о наличии существенной разницы между величинами потоков тепловых нейтронов, зарегистрированных о счетчиках 2 и 3 и. следовательно, о необходимости проведения коррекции положения космического аппарата относительно космического тела. Эти сигналы проходят на входы средств 25 и 26 только при наличии на входах блоков 20 и 21 одновременно следующих сигналов: сигнала "выдача" с блока 24 для исключения влияния переходных процессов о схеме и сигнала "достоверно" для исключения срабатывания средства 25 или 26 при отсутствии значиглой разницы между сигналами с счетчиков 17 и 18,Задачей блока 23 являетсч поддержание оптимального угла 1в ггрг.леггэх 100.30 о зависимости от оыспгьг полетанад космическим телом, Входной сигнал на блок 23 поступает с высотомера 22, находящегося в системе управления космического аппарата и реализованного любым известным способом, Весь рабочий диа пазон высот разбит в блоке 23 нэ несколько интервалов, причем для каждого интервала блок 23 устанавливает соответствующее значение угла 11. Величина угла 11: 100+30 выбрана иэ условия угло вого пространственного распространения тепловых нейтронов от поверхности космического тела и обеспечивает наибольшую эффективность ориентации устройством (в пределах 3-5). 15Изобретение позволяет повысить эффективность ориентации космического аппарата на неосвещенной стороне космического тела эа счет увеличения точности ориентации без уменьшения дэльно сти и увеличения энергопотребления, а также улучшить помехозащищенность космического аппарата и научной аппаратуры, так как устройство не содержит активного передающего средства, 25ф о р мул а изобретения1. Устройство для ориентации космического аппарата относительно космического тела, лишенного плотной атмосферы, включающее датчик, подключенный к средствам 30 регистрации и изменения ориентации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения эффективности ориентации на неосвещенной стороне космического тела эа счет повышения точности беэ уменьшения даль ности ориентации и увеличения энергопотребления, датчик содержит два взаимно параллельных счетчика тепловых нейтронов снабженных расположенными под углом друг к другу щелевыми коллиматорами, при чем угол, между биссектрисами щелевых углов коллимэции 100+30. кроме того, счетчики закреплены на шарнирном механизме, соединенном с механизмом поворота.2, Устройство по п.1, о т л и ч э.ю щ е ес я тем, что средство регистрации содержит два счетчика импульсов, анализатор. два блока совпадения, высотомер, блок управления, блок угловой коррекции. выход которого соединен с механизмом поворота, а вход - с выходом высотомера, выходы счетчиков тепловых нейтронов подключены соответственно к выходам счетчиков импульсов, управляющие входы которых соединены с выходами блока управления, соединенного с управляющими входами блоков совпадения, входы которых соединены с соответствующими выходами анализатора, входы которого подключены к выходам счетчиков импульсов, э выходы блока совпадения соединены с входами средств измерения ориентации.3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что анализатор содержит блоки вычитания и суммирования, блок арифметических операций. преобразователь знака, компаратор и блок формирования знака коррекции. выходы которого, а также выходы компаратора соединены с соответствующими входами блока совпадения, причем первые входы блоков вычитания и суммирования обьединены и подключены к выходу первого счетчика импульсов, а обьединенные вторые входы блоков вычитания и суммирования подключены к выходу второго счетчика импульсов, а выход блока суммирования через блок арифметических операций соединен с выходом блока вычитания и входом блока формирования знака коррекции.ставитель Т. Стаценко е М,Мо генталРедактор Н. Федорова Техр д р ,Корректор М. ДемчиЗаказ 1962 Тира.к ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Рэушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина.