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

 

Изобретение относится к технике, обеспочивающей 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 без уменьшения дальности ориентации и увеличения энергопотребленил. 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, высотомера 22. блока угловой корреляции и блока 24управления, 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, соединенного также с управляющими входами блоков 20 и 21, сигнальные входы которых соединены соответственно 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 средств 25и 26 измерения ориентации соответственно . При этом анализатор 19 содержит блоки суммирования 27 и вычитания 28. первые входы которых объединены и подключены к выходу счетчика 17, а вторые входы также объединены и подключены к вь:ходу счетчика 18. Выход блока 27 через блок 29 подключен к одному входу коллиматора 3D, 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-яы. 3 ил. Ё CN СО СЛ СО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (5I)5 G О1 С 21/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° 2 (46) 23.03.93. Бюл. N 11 (21) 4760854/22 (22) 07.09.89 (72) Л,Р.Диамент, В.Г.Ляпин, О.П.Щеглов и P,Ì.ßêîâëåâ (56) Гончаревский В.С. Радиоуправление сближением космических аппаратов. М.: Сов. радио, 1976. с. 230. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ

КОСМИЧЕСКОГО AnflbPATA ОТНОСИТЕЛЬНО КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА, ЛИШЕННОГО ПЛОТНОЙ АТМОСФЕРЫ (57) Изобретение относится к технике, обеспечива ощей навигацию космических аппаратов, в 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 счетчики 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 аппаратов, совершающих облет космических тел преимущественно по замкнутой траектории, в частности к навигационным приборам, регистрирующим внешнее излучение,,, БЦ,, 1685133 Al 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 входами блоков 20 и 21, сигнальные входы которых соединены соответственно 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 средств

25 и 26 измерения ориентации соответственно. При этом анализатор 19 содержит блоки суммирования 27 и вычитания 28, первые входы которых обьединены и подключеt ны к выходу счетчика 17, а вторые входы также обьеаинены и подключены к выходу счетчика 18. Выход блока 27 через блок 29 подключен к одному входу коллиматора 30, 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. для ориентирования научной аппаратуры при долговременных исследованиях неосвещенных поверхностей крупных КТ, лишенных плотной атмосферы, например, Луны, Марса, Деймоса, Фобоса, Меркурия. астероидов, а также дальних планет 2-го

1685133 п<>лса Солнечной системы: !Опитерэ, Сатурна, Нептуна, Плутона и их спутников, Цель изобретения — повышение эффективности ориентации на неосвещенной стороне космического тела за счет повышения точности беэ уменьшения дальности ориен тации и увеличения энергопотребления.

На фиг.1 схематично изображены устройство, поперечный разрез, и его функциональная схема на входах анализатора; на фиг,2 — вариант конструктивного выполнения устройства, поперечный разрез; на фиг.3 — циклограмма формирования сигналов,продольный раэрев.

Устройство содержит корпус 1, первый счетчик 2 тепловых нейтронов, второй счетчик 3 тепловых нейтронов, первый щелевой коллиматор 4, второй щелевой коллиматор

5. корпус 6 коллиматора 4. корпус 7 коллиматора 5. тяги 8,9 механизма 10 поворота. угол 11, биссектрису 12, угол 13 коллимации первого коллиматора, биссектрису 14 вто- рого угла коллимации. 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, средства 25,26 измерения ориентации, блок

27 суммирования, блок 28 вычитания, блок

29 арифметических операций. коллиматор

30, преобразователь 31 знака, блок 32 формирования знака коррекции.

Устройство.работарт 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 г1роникают через корпус 1, материал которого не оказывает влияния на их потоки только через щели в кадмиевых коллиматорах 4 и 5 соответственно. На эпитепловые и быстрые нейтроны, а также на фоновое космическое излучение кадмиеаые экраны коллиматоров 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 регистрируют фон с одинаковой эффективностью, 11оследоаательности импульсов, образующихся на выходах счетчиков 2 и 3 попадают на входы счетчиков 17 и 10 (см. фиг,1), которые вырабатывают выходной сигнал, пропорциональный числу импульсов, пришедших эа время, задаваемое сигналом

"счет" с блока 24. По окончании установленного времени счета блок 24 прекращает сиг5

55 нал "счет" и выдает сигнал "сброс, по которому содержимое счетчиков 17 и 18 соответственно передается на 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 N7 > Иэ или Из < N3 в зависимости QT знака этой разности. где

Np соответствует сигналу счетчика 2;

Иэ — сигнал счетчика 3.

Наличие сигнала Nz > Из показывает, что нормаль к поверхности космическоготела смещена в сторону биссектрисы 12, и наоборот, сигнал Мг < Иэ показывает, что нормаль к поверхности космического тела смещена в сторону биссектрисы 14.

Эти сигналы могут быть использованы для управления средства 25 и 26 с целью компенсации раэориентации KA. однако при этом необходимо убедиться в статической обеспеченности этих сигналов, т.е, определить достоверность сигналов Ир > Иэ и

И < Из. 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. Затем 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 в 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 в схеме и сигнала "достоверно" для исключения срабатывания средства 25 или 26 при отсутствии значимой разницы между сигналами с счетчиков 17 и 18, Задачей блока 23 являетсч подлержание оптимального угла 1 I в пределах

100 -30 в зависимости от высп ь полета

1685133 над космическим телом. Входной сигнал на блок 23 поступает с высотомера 22, находящегося в системе упраоления космического аппарата и реализованного любым известным способом. Весь рабочий диа- 5 пазон высот разбит в блоке 23 на несколько интервалов, причем для каждого интервала блок 23 устанавливает соответствующее значение угла 11. Величина угла 11: 100л.30 выбрана иэ условия угло- 10 вого пространственного распространения тепловых нейтронов от поверхности космического тела и обеспечивает наибольшую эффективность ориентации устройством (в пределах 3-5 ). 15

Изобретение позволяет повысить эффективность ориентации космического аппарата на неосвещенной стороне космического тела эа счет увеличения точности ориентации без уменьшения дально- 20 сти и увеличения энергопотребления, а также улучшить помехозащищенность космического аппарата и научной аппаратуры, так как устройство не содержит активного передающего средства, 25

Формула изобретения

1. Устройство для ориентации космического аппарата относительно космического тела. лишенного плотной атмосферы, включающее датчик, подключенный к средствам 30 регистрации и изменения ориентации. о тл ичающееся тем. что.с цельюповышения эффективности ориентации на неосвещенной стороне космического тела эа счет повышения точности беэ уменьшения даль- 35 ности ориентации и увеличения энергопотребления, датчик содержит два взаимно параллельных счетчика тепловых нейтронов снабженных расположенными под углом друг к другу щелевыми коллиматорами, при- 40 чем угол, между биссектрисами щаповых углов коллимации 100+30 . кроме того, счетчики закреплены на шарнирном механизме, соединенном с механизмом поворота.

2, Устройство по п.1. о т л и ч з.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. з 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 Gnoков 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.

4 2 Я

1605133

1685133

Составитель Т. Стаценко

Редактор Н. Федорова Техред M,Ìoðãåíòàë,Корректор M. Демчик

Заказ 1962 Тира.к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101