遙感相機通信適配器
目前我國在軌、在研遙感相機計算機控制系統的通信接口有多種類型,例如早期的存儲器載入指令通信接口,使用較多的 CAN匯流排通信接口和 1553B 匯流排通信接口等。遙感相機的研製也都是針對所對應的衛星平台進行,所研製的遙感相機計算機控制系統通信接口與星務計算機控制系統的通信接口類型均一致,以保證二者間的正常通信。隨著遙感衛星用戶及任務量的增多,對遙感相機的性能及研製時間都提出了更高的要求,為滿足用戶的進度需求,搭載符合用戶需求的已研製成型的遙感相機不失為一個好的解決辦法。但遙感相機的通信接口有多種形式,當衛星平台搭載已研製成型的遙感相機時,因遙感相機控制計算機通信接口與遙感衛星星務計算機系統通信接口類型不一致,導致遙感相機與衛星平台無法連線。
通常,解決星務計算機系統與遙感相機計算機控制系統的通信接口類型不一致的方法有三種:
1)方案 1:對遙感衛星的星務計算機系統通信接口進行改造,使其與遙感相機計算機控制系統通信接口一致;
2)方案 2:對已成型的遙感相機計算機控制系統通信接口進行改造,使其與遙感衛星的星務計算機系統通信接口一致;
3)方案 3:只按照遙感相機計算機控制系統與星務計算機系統之間通信接口的約定研製一種通信適配器,使其能夠完成通信接口和數據格式的轉換,實現二者之間的通信。
前兩個方案需對已定型的衛星平台星務計算機系統或遙感相機計算機控制系統的軟、硬體進行重新設計,工程量巨大,研製周期較長,投入成本高。而方案 3 無需對已經成型的產品進行修改,只需按衛星平台星務計算機通信接口和遙感相機控制計算機通信接口要求,研製一台遙感相機通信適配器,利用遙感相機通信適配器完成星務計算機與遙感相機控制計算機間通信接口和通信格式的轉換,實現衛星星務計算機與遙感相機控制計算機間的通信。此辦法省時、省力、性價比高。但這種通信適配器比普通計算機中的適配器要複雜的多,沒有現成的產品可用。
太空飛行器模組發射搭載適配器
背景
隨著空間研究、開發與套用需求的不斷提高,模組化太空飛行器設計已經成為航天領域的熱點,太空飛行器模組化設計是將太空飛行器系統分散成一系列功能獨立 的模組單元。採用模組化設計的太空飛行器,其通用平台和有效載荷均由不同功能的標準化在軌可更換模組組成。太空飛行器出現故障後,只需對故障模組實施在軌更換。同時,多個模組在軌組裝能夠形成大型、應急型任務太空飛行器,擺脫了當前運載工具對太空飛行器規模的限制,大大縮短了太空飛行器回響空間任務所需的時間。模組化的太空飛行器設計理念具有廣闊的套用空間,將會對太空飛行器的套用方式、套用方法產生巨大的影響。模組製造加工完成後,如何能夠快速、有效地將其送入太空進行套用及空間存儲,是完成在軌模組更換任務的前提條件。
在美國的快速回響體系中存在著這樣的平台:美國空軍的次級有效載荷適配器環;NASA的多樣有效載荷釋放器。它們安裝在火箭適配器與發射主衛星之間,利用剩餘空間裝配多個功能不同的組件發射進入太空。這種平台提供了一種新的發射模組、小衛星進入太空並在軌釋放分離的理念,能夠有效利用火箭剩餘空間進行發射,節約了成本,提高了發射效率。但是其結構複雜,通用性差。
搭載適配器套用方式
搭載適配器攜帶模組進入太空進行存儲,是基於在軌服務概念的具體套用,可以理解為:通過搭載適配器將模組發射進入太空,並完成空間模組存儲,航天員或者服務太空飛行器能夠利用存儲模組通過模組更換、模組組裝改善提高太空飛行器的性能。模組的捕獲存儲過程主要有2種方式。
(1)服務星空間捕獲。搭載適配器與火箭和主衛星分離後,機動變軌進入停泊軌道,空間服務太空飛行器接收命令並進行機動變軌。當搭載適配器和服務太空飛行器進入有效跟蹤距離後,地面人員對搭載適配器傳送信號。然後,搭載適配器啟動自身的釋放裝置將各模組依次彈出,服務太空飛行器利用其機械臂對模組進行捕獲,並存儲到自身的托盤存儲裝置中。搭載適配器自身也可以整體被服務太空飛行器捕獲。
(2)空間站存儲。搭載適配器脫離主衛星與火箭後,機動變軌靠近空間站附近。當搭載適配器進入空間站機械臂的捕獲包絡內,地面遙操作人員或者機械臂自身根據運動規律,抓取搭載適配器。抓取完成後,可將搭載適配器通過機械臂運載進入空間站內部,搭載適配器將模組自主彈射分離,根據模組自帶的射頻信號進行識別,按模組類型對其進行分類存儲,方便任務時的選取。