高真空軌道模擬器

高真空軌道模擬器

真空是一種不存在任何物質的空間狀態,是一種物理現象。按壓力等級來分,真空類型分為低真空,中真空,高真空以及超高真空。目前在自然環境裡,只有外太空堪稱最接近真空的空間。

高真空軌道模擬器指可以模擬高真空狀態的軌道的裝置。

高真空

真空是一種不存在任何物質的空間狀態,是一種物理現象。在“真空”中,聲音因為沒有介質而無法傳遞,但電磁波的傳遞卻不受真空的影響。事實上,在真空技術里,真空系針對大氣而言,一特定空間內部之部份物質被排出,使其壓力小於一個標準大氣壓,則我們通稱此空間為真空或真空狀態。真空常用帕斯卡(Pascal)或托爾(Torr)做為壓力的單位。目前在自然環境裡,只有外太空堪稱最接近真空的空間。

按壓力等級來分,真空類型分為低真空,中真空,高真空以及超高真空(UHV)。

高真空軌道模擬器 高真空軌道模擬器

在一個給定的空間,當內部氣體分子被抽得很稀薄,壓強低於一個大氣壓以下時的狀態叫真空。氣體的稀薄的程度叫真空度。當真空度低於 時稱為高真空。

背景

站在空間工程控制技術的高度分析未來空間通信技術的發展趨勢,可得出這樣一個結論:隨著靜止軌道上運行的衛星數量的增加,軌道將變得越來越擁擠,這就需要我們對軌道間的交通狀況採取管理措施,這首先就要從掌握同一經度軌道上配置若干顆衛星的情況入手。許多情況下是在同一經度上配置多顆衛星,這不僅僅是隨發射衛星數的增加而增加的自然現象,有時也是人們有意識這樣做的。例如廣播衛星,有時不僅配備軌道工作星,而且還要在同一軌道經度上配備軌道備份星,在新舊兩代星交替之際,在某段時間在同一軌道經度上需要配置新、舊兩顆星。而上述兩種情況在今後仍將持續下去。另外,人們還在研究將來採取在同一經度上鄰近配置多顆衛星,在衛星間彼此構成一個鏈路,形成一個大規模的通信系統(靜止衛星組)。伴隨通信衛星的大型化和永久設施的日臻完善,還必須進一步解決靜止軌道交會對接作業提供在軌服務等問題。也就是說,今後空間通信控制系統的一個主要研究課題是如何掌握及控制在軌衛星間的相對位置關係。日本鹿島宇宙空間通信中心所確定的一個重要研究課題就是“今後通信任務中的控制技術的開發",作為完成這項課願的關鍵的第一步就是在實驗室內建立起通信任務中控制技術的基本概念並進行驗證,完善關鍵的試驗裝置。

全軌道實時星模擬器

星敏感器套用於衛星姿態控制是我國航天技術水平發展的一個重要標誌,其主要是套用星圖的實時校正來校正、穩定衛星的姿態。這一技術的採用在我國尚屬首次,然而作為其地面功能及系統仿真用的全軌道實時星模擬器的研製幾乎是空白。星模擬器不僅要根據衛星的姿態及軌道位置動態模擬全天星圖,而且還要滿足CCD星敏感器接收及識別的要求,模擬導航星的星等、光譜、精確位置。實時全星圖星模擬器的研製涉及到光學技術、電子技術、模式識別技術、天文知識等許多領域,儘管國外在星模擬器的研製方面起步較早,但也大多局限用於星跟蹤器地面檢測及標定的星模擬器的研製(僅需幾顆有限星的精確位置及光譜),而實時全軌道星模擬器的研製相對發展較慢。據報導美國休斯公司研製了一種全星圖星模擬器。它採用了先進的液晶光閥技術,造價在幾十萬美元以上,但到目前為止我們尚未見到有關技術資料。國內在這一領域沒有完成的先例,這無疑是一項難度及耗資都較大的工程,近年來我們與有關單位合作在實時全軌道星模擬器設計及研製方面作了大量的工作,並取得了相當的進展。

全軌道實時星模擬器的研究是以我國後續衛星姿控系統半物理仿真試驗為背景。星模擬器工作的主要原理是任一時刻能生成一個隨衛星軌道位置及姿態變化的星圖。星模擬器先將天空中的2-6等導航星存儲在星圖生成計算機中,工作時將衛星即時所對應的星圖送至星圖生成器上.。星敏感器採集星圖,並與存儲在星敏感器計算機中的理想姿態的星圖比較,就可以確定衛星的姿態(俯仰、偏航、滾動)。模擬器上星圖的移動速度由衛星的軌道角速度和衛星姿態角速度確定,星圖的位置由衛星的軌道角位置及衛墾的姿態角確定。

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