Василиса▶ Я жду вашего обращения. Что Вы хотите узнать?
Логотип
АМС « Луна-1 », первой в мире достигшая второй космической скорости и покинувшая зону притяжения Земли

Автоматическая межпланетная станция ( АМС ) — беспилотный космический аппарат , предназначенный для полёта в межпланетном космическом пространстве (не по геоцентрической орбите ) с выполнением различных поставленных задач .

В то время как государств, имеющих околоземные спутники , много десятков, сложные технологии межпланетных станций освоили немногие:  СССР (и его наследник Россия ), США , члены ЕКА (22 страны Европы ), Япония , Индия и Китай . При этом к Марсу , Венере и кометам АМС отправляли первые пять; к астероидам  — США, ESA, Япония и Китай; к Юпитеру и Сатурну  — США и ESA; к Меркурию — США, ESA и Япония, а к Урану , Нептуну  и карликовым планетам — только США. В настоящее время действуют около 15 миссий .

Задачи

АМС обычно предназначается для выполнения комплекса задач, начиная научно-исследовательскими проектами и заканчивая политическими демонстрациями. Типичными объектами для исследовательских задач являются другие планеты, их естественные спутники, кометы и другие объекты Солнечной системы. При этом обычно производится фотографирование, сканирование рельефа; измеряются текущие параметры магнитного поля, радиации, температуры; химический состав атмосферы другой планеты, грунта и космического пространства вблизи планеты; проверяются сейсмические характеристики планеты.

Связь

Накопленные измерения периодически передаются на Землю с помощью радиосвязи. Большинство АМС имеют двунаправленную радиосвязь с Землёй, что даёт возможность использовать их как дистанционно управляемые приборы. В данный момент в качестве канала для передачи данных используют частоты в радиодиапазоне. Исследуются перспективы применения лазеров для межпланетной связи. Большие расстояния создают существенные задержки при обмене данными, поэтому степень автоматизации АМС стремятся максимально увеличить. Новые АМС, такие как Кассини-Гюйгенс и Mars Exploration Rover обладают большой степенью автономности и используют бортовые компьютеры для автономной работы в течение продолжительных промежутков времени .

Конструкция

АМС могут обладать различной конструкцией, но обычно они имеют множество схожих особенностей.

Источниками электроэнергии на борту АМС обычно являются солнечные батареи или радиоизотопные термоэлектрические генераторы . Радиоизотопные генераторы используются в тех случаях, когда АМС должна действовать на значительном удалении от Солнца, где использование солнечных батарей неэффективно . Запас электроэнергии на случай возможных перебоев обеспечивает специальная аккумуляторная батарея. В приборном отсеке поддерживается температура, достаточная для нормального функционирования всех находящихся там устройств. Бортовая астроинерциальная навигационная система состоит из инерциальных датчиков, астрокорректора (устройства сбора и предварительной обработки астрономической информации); совместно с наземными службами она определяет угловую ориентацию в пространстве и координаты. Для управления ориентацией в пространстве АМС использует гиродины , корректирующие ракетные двигатели. Для ускорения или торможения во время крейсерского полёта используются ракетные двигатели, а в последнее время — электрические ракетные двигатели .

Для радиосвязи используются преимущественно параболические и фазированные антенны, работающие на гигагерцовых частотах. Крупные АМС зачастую имеют разделяющуюся конструкцию. Например, по прибытии к планете назначения от АМС может отделяться спускаемый аппарат, который обеспечивает мягкую посадку неподвижной планетарной станции или планетохода либо обеспечивает размещение в атмосфере аэростата с научной аппаратурой , а оставшаяся на орбите спутника планеты часть АМС-орбитальная станция может выполнять функции радио ретранслятора .

История

Первой автоматической межпланетной станцией была « Луна-1 », пролетевшая вблизи Луны . Наиболее успешными АМС являются аппараты серий « Вояджер », « Венера », « Луна », « Маринер », « Пионер », « Викинг », « Вега », « Чанъэ », а также аппараты « Галилео », « Кассини », « Новые горизонты ».

Рекорд по длительности работы демонстрируют два аппарата «Вояджер», запущенные в 1977 году.

Новым этапом в развитии АМС является применение ионных и плазменных электроракетных двигателей. Пример тому — миссия Dawn , исследующая пояс астероидов.

Траектории межпланетных перелётов

После того, как зонд покинул окрестности Земли, его траектория примет вид орбиты вокруг Солнца, близкой к орбите Земли. Добираться до другой планеты с энергетической точки зрения целесообразнее по эллиптической гомановской траектории , причём наибольшей экономии топлива позволяет достичь метод так называемой « гравитационной пращи » — дополнительного разгона КА в гравитационном поле промежуточных на маршруте планет . Это позволяет взять на борт меньше топлива, а значит, больше оборудования, однако такой манёвр доступен далеко не всегда.

Для высокоточных измерений с Земли траектории автоматической межпланетной станции используют несколько наземных станций и метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой . Кроме того, используется радиоизлучение близкого к направлению на АМС квазара , поскольку квазары, ввиду большой удалённости, в отличие от звёзд, выглядят практически неподвижными. Например, для определения параметров траектории АМС « Экзомарс-2016 » использовалось радиоизлучение квазара P1514-24 .

См. также

Примечания

  1. Энциклопедический словарь юного техника / сост. Б. В. Зубков, С. В. Чумаков. — 2-е изд. — М. : Педагогика , 1987. — С. 23.
  2. Space Probes . National Geographic Education . National Geographic Society .
  3. Planetary Exploration Timelines: A Look Ahead to 2016 . The Planetary Society .
  4. K. Schilling, W. Flury. Autonomy and on-board mission management aspects for the cassini titan probe  (англ.)  // Acta Astronautica. — Elsevier , 1990. — Vol. 21 , iss. 1 . — P. 55—68 . — DOI : 10.1016/0094-5765(90)90106-U .
  5. Richard Washington, Keith Golden, John Bresina, David E. Smith, Corin Anderson, Trey Smith. Autonomous Rovers for Mars Exploration   (англ.) . NASA Ames Research Center.
  6. Basics of Space Flight - Solar System Exploration: NASA Science   (англ.) . NASA Science.
  7. зонд для сбора различных данных, снаряд и т. п.
  8. Эйсмонт Н., Батанов О. «ЭкзоМарс»: от миссии-2016 к миссии-2020 // Наука и жизнь . — 2017. — № 4 . — С. 7—8 .

Ссылки

© 2014-2019 ЯВИКС - все права защищены.
Наши контакты/Карта ссылок