В рамках магистерской диссертации было проведено исследование вариантов разработки и модификации стендов для отработки звездных датчиков.
В первой части диссертации был проведен литературный обзор темы диссертации. Определено понятие звездного датчика как ОЭП, рассмотрен принцип работы звездных датчиков, а также область их применения. Произведен сравнительный обзор звездных датчиков ориентации космических аппаратов. Также были рассмотрены имитаторы звездного неба - статические и динамические имитаторы.
Далее при выполнении диссертации был проведен анализ возможной модификации динамических имитаторов звёздного неба, а также разработан макет стенда. Были решены задачи разработки требований, предъявляемых к современному имитатору звездного неба; выполнена разработка структурной и функциональной схем стенда проверки параметров звездных датчиков, определен состав стенда и проведен анализ элементной базы с последующим выбором элементов для реализации стенда; разработана конструкция стенда, проведен расчет надежности, доказывающий соответствие конструкции условиям изоляции от внешних воздействий; разработан состав макета стенда.
Так в результате анализа элементной базы были выбраны: микродисплей для реализации излучающего элемента и звездный датчик. Коллиматорный блок было решено реализовать на основе объектива. При непосредственной реализации стенда были добавлены: ПК для обработки результатов отработки датчика, осциллограф для анализа процессов в камере датчика и мониторы для вывода полученного изображения.
Специфической особенностью разработки стенда отработок звездных датчиков ориентации и навигации КА является соединение в единой конструкции весьма сложной оптико-механической части и не менее сложной электронной части. Если проследить тенденцию изменения соотношения этих двух частей, то можно заметить следующую закономерность. На начальном этапе разработок аналогичных стендов (1960¬1970-е гг.) основная нагрузка по решению функциональных задач ложилась на оптико-механическую часть, электронные узлы выполняли вспомогательные функции, и их доля в общем балансе массы была невелика. В приборах 1980-х годов значительная доля функциональных задач решалась электроникой, соответственно возросла их доля в балансе массы примерно до половины. В современных астроприборах еще более возрастает количество функциональных задач, решаемых электроникой, но массовая доля электронных узлов снижается. Это вызвано происходящим в последние десятилетия прогрессом в микроэлектронике и вычислительной технике. Сегодня задачи, которые 20-30 лет назад были под силу только наземным ЭВМ, успешно решаются входящими в состав прибора микропроцессорами; одновременно снижается масса электроники несмотря на возросшее число решаемых задач и общее снижение массы приборов. В такой ситуации дальнейшее уменьшение массы должно происходить за счет упрощения оптико-механической части.
Сегодня одно из основных требований к приборам - требование работы на орбите в течение длительного времени - 10 лет и более. В связи с этим становятся весьма актуальными вопросы обеспечения устойчивости приборов к длительному воздействию факторов космического пространства.
В результате выполнения магистерской диссертации была реализована схема динамического стенда для отработки звездных датчиков - имитатора звездного неба. Стенд предполагается реализовывать в виде конструкции с неподвижным посадочным местом и с зеркально-сканирующей системой. Мобильность стенда обеспечена максимальным уменьшением габаритов конструкции, использованием микродисплея, персонального компьютера и переносного осциллографа.


Купить