Управление группировкой спутников - TANDEM-X, PRISMA и другими

Авторы

Д’Амико C. ^*, Арденс Д. , Де Флорио С. , Монтенбрак О. .

Немецкий аэрокосмический центр, Германия

*e-mail: simone.damico@dlr.de

Аннотация

Группировка ИСЗ предполагает совместное использование двух и более взаимодействующих КА, реализующих совместно некий единый виртуальный инструмент. Возможности группы малых ИСЗ обычно превосходят возможности  традиционных спутниковых систем. Более интересные научные результаты могут быть получены благодаря наблюдениям с использованием больших и в том числе перестраиваемых базисов, кроме того увеличивается надежность системы. Европейская инженерная и научная общественность в данный момент обсуждают различные проекты с использованием спутниковых группировок. Это проекты по отработке новых технологий (PRISMA, PROBA-3), интерферометры и гравиметры с синтезированной апертурой для исследования Земли (TanDEM-X, postGOCE), телескопы, базирующиеся на двух КА, предназначенные для детального спектрального исследования астрономических источников излучений (XEUS, SIMBOL-X), интерферометры, базирующиеся на нескольких КА и регистрирующие излучение в инфракрасном и видимом участках спектра в интересах новых астрофизических исследований и поисков экзопланет, подобных Земле (DARWIN, PEGASE). Эти проекты имеют различные уровни сложности, в основном обусловленные размерами и функциональными возможностями полезной нагрузки, и требуют высокого уровня автономности при решении задач навигации и высокоточного управления.
Чтобы соответствовать этим требованиям Немецкий Центр Управления Полетов (GSOC) ведет исследования в области спутниковых группировок начиная с 1998 г. Проведение этих исследований аргументируется тем, что только развитие, развертывание и орбитальные испытания инновационных технологий в области наведении, навигации и управлении (ННУ) могут обеспечить внедрение технологий передовых спутниковых группировок. В статье обсуждается первая в Европе технология автоматического удержания и перестроения спутниковой группировки с минимумом расхода топлива и минимумом риска столкновения, которая явилась результатом участия GSOC в проектах TanDEM-X и PRISMA (запуск обеих систем ожидается в 2009г.). Рассмотрены также вопросы проектирования и испытаний специалистами GSOC подсистем ННУ для экспериментальной миссии TanDEM-X и PRISMA. Кроме того, представлены ключевые результаты испытаний метода наведения, основанной на GPS навигации в реальном времени и импульсной системой управления относительным положением ИСЗ группировки.
Очевидно, что существует технологический разрыв между уже продемонстрированной группировкой спутников для дистанционного зондирования Земли с низкой околоземной орбиты и перспективными космическими телескопами, размещенными на высоких эллиптических орбитах или в окрестностях точек Лагранжа. Это определяется не только причинами, обсуждавшимися выше, но и необходимостью осуществления навигации на высотах, больших высот, используемых созвездием ГНСС. Заключительная часть статьи посвящена обсуждению технологического разрыва между современными и перспективными спутниковыми группировками. Сделана попытка определить пути и перспективы развития европейской технологии спутниковых группировок.

Ключевые слова:

Группировка ИСЗ, наведение, навигация, управление, GPS-навигация, космический телескоп, астронаблюдения, интерферометр

Скачать статью