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上“九天揽月”的空间机器人

发布时间: 2019-05-30 15:31:18   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

10年前,美国出版的一系列卫星丛书中,将卫星称为“Space Robot”(空间机器人)。用今天的航天技术发展看,“人造卫星”就是指一台人造的机器,它们被部署在圆或椭圆轨道上,围绕着地球做周期性运动。与此同时,还要按照预先设定好的飞行程序,自主地完成太空飞行任务。

目前,国际上一些科幻作家和画家们将航天器与绘画艺术相结合,并采用拟人化手段对其特写和绘画,以便于老百姓理解。

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国外出版的拟人化航天器作品

从卫星构型的整体看,卫星由“外衣”和“五脏六腑”组成,“外衣”包裹着“五脏六腑”。其“五脏六腑”由公用平台和特殊装置组成。共用平台包括:结构与机构分系统、姿态和轨道控制分系统、热控分系统、推进器分系统、电源分系统、数管等分系统分系统。从事共用平台研制的技术人员,就是通常所说的航天工程师。特殊装备是指其载荷,从事特殊装置研制的应用工程师,也是卫星的用户。

卫星的结构分系统,就好像支撑人体整体的骨骼,使卫星具有一定外形和内部空间,并保证适当的强度和刚度。内部空间可以用来装载各种各样的载荷和各种子系统构件。结构分系统的功能在于它为卫星内部分系统提供力的支撑,这种支撑不仅适应太空环境,更能撑得起火箭发射过程的严重过载情况。

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人体的肋骨(左)和小卫星的结构框架(右)

卫星的姿态控制分系统,主要指姿态控制器,姿态控制器好像人的小脑可以保持身体的平衡,它使卫星在轨运行时保持特定姿态,不会随意打滚。如对地观测卫星应该保持像机指向地球。辅助姿态控制器工作的还包括各类敏感器,如太阳敏感、星敏感器、地球敏感器等。它们就好像人的眼睛和感知器官,负责确定卫星位置和姿态,给姿态控制器的做出正确决策提供依据。

卫星的数据管理分系统,简称数管系统,就是卫星上的计算机,它好像人的大脑,不仅储存各种程序,还能完成数据采集和数据处理和操作控制等。它的作用主要体现在两个方面。一方面实现卫星内部信息共享和综合利用,另一方面允许各分系统之间进行数据交换,保证卫星各个分系统正常运转。

卫星的遥测遥控分系统:就好像人的嘴和耳朵,是卫星与外界沟通联系的器官。以北斗卫星为例,锅盖一样的设备就是它的嘴和耳朵,指向地球的天线阵列用,接收和发射指令。

卫星的电源分系统,包括内部电缆网。电源就好像是人体的心脏,为卫星设备提供电能;而电缆网就好像人体的血管,为有效载荷和其他分系统输送电能。电源分系统对卫星的正常运作至关重要,一旦电源发生故障或短暂中断,都会带来重大灾难。

卫星推进系统:使用火箭发动机将航天器送达近地空间或太空中预定任务点,同时还可以进行轨道控制。几乎所有卫星,推进系统都是必备的,它能帮助卫星修正轨道偏移量。 它就像人的四肢,支撑人体的行动。

温控分系统是指卫星外表包裹铝箔,它好像卫星的外衣,主要任务让卫星内部的温度适中。对卫星而言,温控分系统的质量所占的比重虽然很小,但是其在航天器上的覆盖面积却是非常大的。

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铝箔(左)和北斗卫星(右)

星载荷随航天任务的不同而有所区别,如通信卫星的转发器、地球资源卫星和侦察卫星的遥感相机、科学卫星的探测仪器等,这些统称为载荷。通常,如果在卫星平台上安置相机,则称为照相卫星,如果安装上通信装备,则称为通信卫星。这就好像一个人,如果携带相机,就能照相,如果携带手机,就能通信。所以,载荷就是指卫星上携带的装备。