Владимир Николаевич Твердовский - Космодром

Источниками электрического тока обычно служат аккумуляторы, топливные элементы, солнечные батареи, изотопные и ядерные энергетические установки. Несмотря на значительную энергоемкость современных аккумуляторов, примерно 100 Вт/ч на 1 кг массы аккумулятора, их используют только для кратковременных полетов, так как энергопотребление аппаратуры космических объектов, особенно космических кораблей и тяжелых спутников, очень велико. При долговременном полете потребовались бы аккумуляторные батареи общей массой в несколько тонн. Поэтому чаще всего в качестве источников электроэнергии используются солнечные батареи. Панели солнечных батарей подключаются к буферному аккумулятору, который они постоянно или периодически подзаряжают, а уже с него идет энергосъем потребителями.

Применяют на космических объектах и топливные элементы, вырабатывающие электроэнергию в результате электрохимических процессов между двумя веществами, например, между кислородом и водородом, как это имеет место в топливных элементах космических кораблей «Джемини» и «Аполлон». Топливные элементы по энергоемкости в 4―5 раз превосходят аккумуляторы.

Используются также изотопные генераторы, в которых тепло, выделяемое радиоактивными изотопами, преобразуется в электрический ток. Перспективными источниками электроэнергии являются ядерные энергетические установки с реактором. Уже сейчас за рубежом ведутся разработки по созданию таких малых атомных электростанций мощностью до нескольких киловатт; в будущем возможно появятся ядерные энергетические установки мощностью в тысячи киловатт.

Система управления космического объекта — одна из важнейших бортовых систем. Она предназначена для поддержания движения космического объекта близким к расчетному или выбранному в данный момент самой системой для выполнения конечной задачи, т. е. для достижения определенной планеты, встречи с другим космическим аппаратом и т. п. Различаются системы управления движением центра масс космического объекта и управления его угловым движением. Система управления угловым движением космического объекта делится на систему угловой стабилизации и систему ориентации. Большинство систем управления состоят из чувствительных элементов, преобразующих устройств и исполнительных органов.

Во время пассивного полета выведенного на траекторию космического объекта часто бывает необходимо, чтобы этот объект находился в пространстве в определенном положении. Это может понадобиться для ориентации остронаправленной антенны на Землю, телескопа на определенный участок неба, солнечных батарей на Солнце при подзарядке буферных аккумуляторов. Такое же совершенно строгое положение в пространстве должен занять космический объект перед включением двигательной установки для изменения траектории полета. Для разворотов космического объекта и принятия им необходимого пространственного положения служит система ориентации. В тех случаях, когда на космический объект воздействуют внешние силы при движении в атмосфере или работает двигательная установка объекта, необходимо управление его угловым движением. Такое управление угловым движением объекта называется стабилизацией. Стабилизация в отличие от ориентации влияет на само движение объекта и является вспомогательной операцией при управлении движением центра масс объекта, в то время как ориентация — самостоятельная операция. Система ориентации и стабилизации нередко взаимосвязаны между собой, и для них используются одни и те же датчики. В качестве датчиков определения угловых положений космического объекта могут служить электронно-оптические приборы, работающие по опорным ориентирам небесных светил Земли, Луны, Солнца или звезд, и гироскопические датчики. Чаще используются смешанные системы датчиков обеих групп.

Исполнительными органами в системах ориентации могут быть реактивные сопла, расположенные по трем осям и разнесенные на достаточное расстояние от центра масс космического объекта, для создания достаточных управляющих моментов. В качестве рабочего тела реактивные сопла используют ракетное топливо или сжатые газы. Применяются также гиросиловые стабилизаторы и реактивные маховики. Маховики располагают также в трех плоскостях объекта и, изменяя скорость их вращения, разворачивают космический объект в требуемом направлении. Могут применяться и --">