Космические аппараты: конструкция, стабилизация, маневрирование

[...а с платформы говорят:]

Возможно, сия тема поможет все-таки понять: что именно дает такие впечатляющие вспышки на американском спутнике ДЗЗ Terra (1999-068A, 25994)?

Для разгона - несколько слов относительно конструкции Терры.



Поверхность спутника покрыта экранно-вакуумной изоляцией золотистого цвета. Основу конструкции составляет ферма из графито-эпоксидных трубок. Хотя явного указания на ориентацию аппарата во время движения по орбите найти пока не удалось, тем не менее по всем косвенным признакам выходит, будто продольная ось фермы (а значит и всего КА) постоянно ориентирована по вектору скорости. Верхнюю (зенитную) поверхность фермы занимают блоки служебных систем, нижнюю (надирную) - приборы, составляющие целевую полезную нагрузку. Торчащая штанга (с чашкой антенны) всегда ориентирована по местной вертикали в зенит. Панель СБ сориентирована влево относительно направления движения КА, ее продольная ось (ось вращения СБ) перпендикулярна плоскости орбиты КА. На противоположной ("правой") боковой стороне находится радиатор системы терморегулирования.

Габариты КА (корпус): длина 6.8 метра, диаметр 3.5 метра

Вопрос: Насколько устойчиво стабилизирован КА относительно орбитальной системы координат? И если все-таки маневры имеют место - насколько они часты и каковы углы поворотов?

Относительно солнечной батареи. Насколько я понимаю, по конструкции терравская панель СБ аналогична батареям на американском сегменте МКС.

Standing at about the height of a two-story building and weighing as much as an Olympic sprinter, the EOS AM-1 flexible blanket solar array measures 485 square feet. Made with gallium arsenide germanium (GaAs/Ge) solar cells, the array is as thin as several sheets of paper (0.030 inch) and generates 25 percent to 35 percent more energy per pound than solar arrays made with conventional silicon solar cells.
A canister-deployed mast system unfolds the array like an accordion. At the beginning of its life, the single-wing solar array will provide 7.5 kilowatts of energy at 127 volts to power the 11,000-pound EOS AM-1 spacecraft and its instruments.
...
The EOS AM solar array is based on a prototype lightweight, flexible blanket solar array TRW developed for the Jet Propulsion Laboratory's Advanced Photovoltaic Solar Array program, which was sponsored by NASA's Office of Advanced Concepts and Technology.
...
 Key details:
-- First operational flexible blanket with GaAs/Ge cells;
-- Deployed Blanket dimensions: 16.5 feet wide by 30 feet long;
-- Stowed Blanket dimensions: 16.5 feet tall by 1 foot wide by 3/4 inch thick;
-- Blanket Weight: 160 pounds, with harnesses;
-- Power: 7.5 kilowatts at the beginning of life (BOL), 5.0 kilowatts at the end of life, 5 years (EOL);
-- Array: 26 panels with 36,480 GaAs/Ge cells;
-- GaAs/Ge cells: 0.95 x 1.60 x 0.006 inch thick;
-- Deployed Blanket thickness: 0.030 inch thick;
-- Deployment time: 12 minutes;
-- Power efficiency (BOL): 19.0 watts per pound (42 watts per kilogram); (EOL): 13.6 watts per pound (30 watts per kilogram).

Источник - TRW Completing Testing of EOS AM-1 Solar Array, First GaAs/Ge Flexible Blanket Solar Array

Т.е. мы имеем дело с первой в истории (возможно, что тут "за скобками" остаются некоторые секретные спутниковые программы) эксплуатационной тонкопленочной солнечной батареей на базе элементов арсенида галлия и германия. СБ разработана компанией TRW на основе прототипа, созданного в Лаборатории реактивного движения.
Размеры развернутой панели СБ 5.0 х 9.1 метра
Площадь развернутой СБ 45 кв. метров
Толщина пленки 0.8 мм

Вопрос: Может ли панель СБ подобной конструкции давать сколько-либо заметные блики?

Относительно торчащей "на палке" антенны. Антенна эта (HGA - High Gain Antenna) предназначена для передачи данных через спутник-ретранслятор TDRS. Данных о геометрических размерах отыскать не удалось, но судя по имеющимся снимкам диаметр чашки составляет порядка 1.0 - 1.5 метров.

Здесь антенна и ее штанга уложены в стартовой конфигурации:

отсюда: http://terra.nasa.gov/Events/photos/4g-1004_SConTAP_md.jpg

Антенна поворачивается в карданном подвесе. Это позволяет ей отслеживать местоположение спутника-ретранслятора, находящегося на ГСО. Т.е. то положение, в котором ее обычно рисуют ("смотрящую вперед по курсу") сохраняется далеко не всегда.



Вопрос: А чашка антенны метр - полтора в диаметре может ли дать сколько-нибудь ощутимый блик?

[...а с платформы говорят:]

Углы хеавенсатовские для наблюдавшихся вспышек дайте, плз.

[Sleepwalker]

44 5
48 0
Т.е. нормаль зеркала лежит в плоскости орбиты и отклонена от вектора скорости вниз на землю на ~45 градусов
У меня собрано порядка 10 наблюдений (с 2000) отрицательных вспышек, все они дают ~45 +-15 градусов в плоскости орбиты

[...а с платформы говорят:]

48 0

А эта комбинация только по одному-единственному недавнему наблюдению?
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,7897.msg1014700.html#msg1014700

[Sleepwalker]

ага

[Александр Репной]

Возможно, сия тема поможет все-таки понять: что именно дает такие впечатляющие вспышки на американском спутнике ДЗЗ Terra (1999-068A, 25994)?

Извиняюсь,что не в тему.
А как на счет USA 186?

[...а с платформы говорят:]

Извиняюсь,что не в тему.
А как на счет USA 186?

Гораздо хуже, чем с Террой. Там внешний вид сколько-либо достоверно неизвестен. Вообще.
Так что нам хотя бы Терру понять, а потом уже и более сложные случаи рассматривать.

[...а с платформы говорят:]

Пара примеров про аналогичные солнечные батареи.

Вид на МКС с борта STS-119:

http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-119/html/s119e010500.html
Засчитывается за блик?

МКСовская СБ на заводе компании Локхид Мартин (увеличивается):

http://www.lockheedmartin.com/news/press_releases/2006/MassiveLockheedMartinSolarArraysBeL.html
Мужик на подъемнике светит на панель фонариком, виден отраженный блик.

Вид на МКС с борта STS-104

http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-104/html/s104e5040.html
Блик то ли от самой панели, то ли от силовой конструкции.

Получается, что может все-таки тонкопленочная панель бликовать.

[Sleepwalker]

Еще вспышка от СБ МКС http://www.astroengine.com/?p=5212
Получается что СБ в паре не одинаково точно ориентированны.

[...а с платформы говорят:]

Впечатляет. Можно считать, что вопрос о возможности бликов от поверхности тонкопленочных СБ снят.

[Александр Репной]

Гораздо хуже, чем с Террой. Там внешний вид сколько-либо достоверно неизвестен. Вообще.
Так что нам хотя бы Терру понять, а потом уже и более сложные случаи рассматривать.

У меня вчера USA 186 дал 9 бликов!
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,7897.2140.html
Хотя столько не должен давать. До этого давал 5 бликов.

[...а с платформы говорят:]

Так. Оказывается, что "Терра" (как и "Аква") не намертво зафиксированы в орбитальной системе координат. Временами КА выполняют развороты, связанные с необходимостью калибровать научную аппаратуру, в частности - спектрорадиометр MODIS. Вся история разворотов хронологически зафиксирована:
http://www.mcst.ssai.biz/IOT/history/am1/index.shtml
http://www.mcst.ssai.biz/IOT/weekly/index.shtml

Впрочем, яркие вспышки с этими маневрами похоже никак не коррелируются: ни 30.07.2007, ни 12.08.2009 никаких калибровок не производилось.

[Sleepwalker]

Ну вот, еще больше туману нагнал

[...а с платформы говорят:]

Ну эти маневры все-таки не на каждом витке случаются, и даже не каждый день.
К тому же - все ходы записаны, всегда можно проверить.

[...а с платформы говорят:]

Еще малость помучился теми же самыми вопросами.

В принципе, уже готов поверить, что бликует на Терре именно панель СБ. Казалось бы, все тут к этому сходится. Но немного смущает то, что очень мало данных о вспышках Аквы и Ауры - а ведь конструкция-то у них с Террой чисто геометрически весьма схожая (пусть и платформы разные, и панель СБ у них тоже разного типа). Принципиальная разница в том лишь, что Терра проходит на освещенной стороне нисходящий узел, а Аква с Аурой - восходящий. Т.е. соответственно в нашем северном полушарии при наблюдениях вспышек Терру мы ловим после выхода из тени, а Акву с Аурой надо ловить перед входом в тень.

Яркую вспышку Аквы я однажды сам видел: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,18390.msg544550.html#msg544550
Углы "по Sleepwalker'у" в данном случае получаются примерно 27, 176.

[Sleepwalker]

на calsky aura внесена в список вспыхивающих.
Вот такие углы

30 153.6
33.8 173.7

[...а с платформы говорят:]

Вторая пара углов (33.8 173.7) очень даже обнадеживает. В том плане, что похоже на панель СБ, повернутую взад.

[Sleepwalker]

Лучше скажи как все это увязать с вращением СБ.

[...а с платформы говорят:]

А чего увязывать? Оно и само все хорошо увязывается. Перед входом в тень Солнце светит Акве прямо в ж в корму, соответственно панель повернута назад. В расчеты вращение СБ можно в первом приближении попробовать загнать как функцию фазового угла С-С-Н. Но имхо в случае с вращающимися панелями таких четких прогнозов, как для Иридиума, все равно не получить.

[Sleepwalker]

Не понятно как при вращении СБ удается получать более менее устойчивые углы?