Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2023
Идентификатор DOI: 10.26732/j.st.2023.4.07
Ключевые слова: spacecraft, space telescope, Attitude error, control algorithm, attitude determination and control system, космический аппарат, космический телескоп, погрешность ориентации, алгоритм управления, система ориентации
Аннотация: В настоящее время реализуются проекты проведения астрономических исследований с помощью космических телескопов, размещаемых на космических аппаратах. Это обусловлено исключением влияния атмосферных факторов на качество получаемой информации. Однако в этом случае возникает проблема обеспечения точности ориентации оси визирования телПоказать полностьюескопа относительно объекта наблюдения в течение требуемого периода времени. В статье рассмотрены принципы построения системы ориентации и стабилизации космического телескопа в варианте его жесткой установки на космическом аппарате. Сформулированы требования к точности ориентации, предложен приборный состав и трехступенчатый алгоритм управления ориентацией. Первая ступень алгоритма обеспечивает первичное наведение оси визирования телескопа на целевой объект по информации со звездного датчика и измерителя угловой скорости до попадания в поле обзора телескопа. Вторая ступень алгоритма обеспечивает приведение оси визирования телескопа относительно направления на целевой объект уже по показаниям самого телескопа до величины погрешности, обеспечивающей требуемый охват области наблюдения. Третья ступень алгоритма обеспечивает удержание оси визирования телескопа относительно направления на целевой объект с требуемой точностью в течение экспозиции. Рассмотрены возмущающие факторы от работающих приборов космического аппарата и сформулированы принципы снижения их воздействия на точность визирования. Для создания наиболее благоприятных условий работы научной аппаратуры космического телескопа, а также обеспечения непрерывного информационного контакта космического аппарата с наземными средствами рекомендовано использовать геостационарную орбиту с малым наклонением и эксцентриситетом. In order to preclude the impact of atmospheric factors on the quality of received data, state of the art astronomy research projects require spacecraft mounted telescopes. However, such designs entail the issue of sustaining the accuracy of telescope boresight attitude relative to the object of observation for the required period of time. This paper is a summary of design principles for an attitude determination and control system of a space telescope mounted rigidly onboard a spacecraft. The paper formulates requirements for attitude accuracy, and proposes a viable equipment configuration as well as a three- stage attitude control algorithm. The first stage of the algorithm ensures primary boresight pointing towards the target object prior to the object being captured in the telescope’s FoV based on star tracker and angular rate sensor data. The second stage of the algorithm ensures boresight positioning relative to the target object direction up to an error value allowing for the required image quality, based on telescope readings. The third stage of the algorithm ensures telescope boresight holding relative to the target object direction with a required accuracy for the duration of exposure. Interferences from operating satellite equipment are reviewed, and the principles of reducing their impact on sighting accuracy are formulated. Low inclination, low eccentricity geostationary orbit is recommended as the best operating environment for the space telescope’s scientific instrumentation, as well as for providing a continuous data interface between spacecraft and ground segment.
Журнал: Космические аппараты и технологии
Выпуск журнала: Т. 7, № 4
Номера страниц: 288-295
ISSN журнала: 26187957
Место издания: Железногорск
Издатель: Технологическая платформа "Национальная информационная спутниковая система"