همه چیز در باره ماهواره شجیان

SJ-1 (Shi Jian-1)

sj1

 

فضاپیمای SJ-1 دارای خواص DFH-1 است (DFH = دونگ فانگ هونگ یک پلت فرم ماهواره ای ارتباطی چینی است که در 24 آوریل 1970 پرتاب شد. ماهواره SJ-1 اندازه گیری ذرات پرتوهای کیهانی و کمربند تشعشع داخلی را انجام داد.

 

این فضاپیما ساختاری کروی به قطر 1 متر دارد که به طور کامل با سلول های خورشیدی پوشیده شده است. 14 قطعه سلول خورشیدی سیلیکونی بر روی صفحات ذوزنقه ای پوسته های نیمکره بالایی و تحتانی نصب شده است. ماهواره تثبیت چرخشی است.

این فضاپیما حاوی یک کپسول دایره‌ای تحت فشار با ابزارهای تله‌متری موج کوتاه و فرستنده و گیرنده امواج کوتاه و همچنین یک باتری شیمیایی نقره‌ای  از جنس روی است. بین کپسول اصلی و محفظه بیرونی چهار کپسول کمکی وجود دارد – که  به آنها اشاره می شود.

 الف) کپسول کمکی 1 با دو مجموعه باتری NiCd و تجهیزات تله متری کوچک؛ ب) کپسول کمکی 2 با محدود کننده و شبکه تنظیم کننده تغییر فاز. ج) کپسول کمکی 3 با پاسخگوی 5 سانتی متری و د) کپسول کمکی 4 با دستگاه بیکن 10 سانتی متری. این ماهواره کوچک 221 کیلوگرم جرم دارد.

پرتاب: فضاپیمای SJ-1 در 3 مارس 1971 بر روی یک وسیله نقلیه CZ-1 از مجتمع پرتاب Jiuquan، چین به فضا پرتاب شد.

وضعیت ماموریت: SJ-1، با عمر طراحی 1 سال، به مدت 8 سال عمل کرد. S/C تجربه بسیار خوبی در عملیات فضاپیما ارائه کرد.

سنسور حسگر

ابزارها عبارت بودند از: شمارنده GM و محفظه یونیزاسیون یکپارچه پنجره BE.

• شمارنده GM برای تشخیص پرتوهای کیهانی و اندازه گیری شار کل پروتون ها با انرژی بیش از 16.4 مگا ولت و شار کل الکترون ها با انرژی بیش از 0.88 مگا ولت استفاده شد.

• محفظه یونیزاسیون یکپارچه پنجره BE برای کاوش اشعه ایکس خورشیدی استفاده شد.

SJ-2 (Shi Jian-2)

 

 

اهداف نظارت و مطالعه محیط ، گرد و غبار و زباله های فضایی (به روز رسانی مدل زباله های فضایی چینی، توسعه روش های طراحی برای محافظت در برابر زباله های فضایی) و انجام آزمایش های پس زمینه الکترومغناطیسی بود.

فضاپیما:

فضاپیمای SJ-2 با جرم کلی 250 کیلوگرم در حالت چرخشی تثبیت شده و به سمت خورشید. بدنه اصلی این ماهواره یک هرم هشت وجهی با طول ضلع 1.2 متر و قطر بیرونی 615 سانتی متر است. چهار بال خورشیدی قابل استقرار به بالای ماهواره کوچک متصل هستند.

پرتاب:

چین سه فضاپیمای سری SJ-2 ( SJ-2، SJ-2A و SJ-2B ) را روی یک پرتابگر (FB-1 یا Feng Bao 1) در 20 سپتامبر 1981 (UTC) پرتاب کرد. این اولین پرتاب چند سفینه فضایی چین بود و به عنوان یک موفقیت بزرگ در زمینه ردیابی، جداسازی و کنترل وسایل نقلیه فضایی در نظر گرفته شد. سایت راه اندازی: مجتمع راه اندازی Jiuquan، چین.

مدارها:

SJ-2: HEO (مدار بسیار بیضوی) 232 کیلومتر در 1598 کیلومتر، شیب = 59.4 درجه، دوره = 103.3 دقیقه.

SJ-2A: HEO (مدار بسیار بیضوی) 232 کیلومتر در 1615 کیلومتر، شیب = 59.4 درجه، دوره = 103.5 دقیقه.

SJ-2B: HEO (مدار بسیار بیضوی) 232 کیلومتر در 1608 کیلومتر، شیب = 59.4 درجه، دوره = 103.4 دقیقه.

حسگرها

محموله حدود 100 کیلوگرمی شامل چهار ابزار برای کاوش زباله های فضایی بود:

• رادار MMW (موج میلی متری). هدف این است که زباله هایی با اندازه 3 تا 10 سانتی متر یا بزرگتر با روش های سنجش از دور در محدوده ارتفاعی 600 تا 1300 کیلومتر شناسایی شود. این ابزار اندازه گیری هایی را با وضوح سرعت کمتر از 50 متر بر ثانیه ارائه می دهد. وضوح جهت <±1 قوس ثانیه. وضوح زمان <1 ثانیه است. SNR = 6.9 دسی بل. ابعاد این ابزار 400 میلی متر در 350 میلی متر در 350 میلی متر  جرم 50 کیلوگرم و توان 120 وات است.

 IP (Impact Detector).

هدف جمع آوری ذرات و سیگنال های تابشی (نور) تاثیرگذار است. این ابزار شامل یک آشکارساز بار و یک آشکارساز نور است که هر کدام دارای دیافراگم های جمع آوری متفاوت و جهت های دید متفاوتی هستند. آشکارساز بار ذرات را در محدوده جرمی 10-7 تا 10-15 گرم، محدوده اندازه 0.05 تا 50 میکرومتر و وضوح سرعت کمتر از 10 کیلومتر بر ثانیه جمع آوری می کند. جرم ابزار 6 کیلوگرم (قدرت 6 وات) است. - آشکارساز نور ذرات را در محدوده جرمی 10-3 تا 10-7 گرم، محدوده اندازه 50 میکرومتر تا 0.5 میلی متر و وضوح سرعت کمتر از 10 کیلومتر بر ثانیه جمع آوری می کند. جرم ابزار 5 کیلوگرم (قدرت 4 وات) است.

• آرایه حساس بزرگ (واقع در پشت پنل خورشیدی).

 هدف این است که با اندازه گیری تغییر مقاومت، اثر ضربه کل را تشخیص دهیم. این ابزار دارای ابعاد 1010 میلی متر در 1010 میلی متر در 600 میلی متر، جرم 7 کیلوگرم و توان مصرفی 6 وات است.

• مانیتور نوری.

هدف نظارت بر تغییر سطح دو پنل خورشیدی (ناشی از ضربه های زباله) است. این ابزار از چهار دوربین CCD استفاده می کند که در داخل فضاپیما قرار دارند.

SJ-2A (Shi Jian-2A)

ماهواره SJ-2A یک ماهواره فرستنده دریایی بود که برای تشخیص توزیع چگالی الکترون یونوسفر (کاربردهای صدای بالا) استفاده می شد. فرکانس فرستنده بیکن: 162 مگاهرتز و 40.5 مگاهرتز بود. اصل اندازه‌گیری این است که ایستگاه زمینی شیفت داپلر و اسپین فارادی دو علامت عبوری از یونوسفر را دریافت می‌کند تا غلظت الکترونیکی یکپارچه یونوسفر را معکوس کند. جرم این ماهواره 480 کیلوگرم است.

SJ-2B (Shi Jian-2B)

SJ-2B یک ماهواره آزمایش کالیبراسیون رادار غیرفعال بود. از یک بالون به قطر 4 متر به عنوان یک چراغ نوری هدایت کننده استفاده شد که با یک توپ فلزی به قطر 0.45 متر با استفاده از طناب ابریشم 600 متری متصل شد که برای کالیبراسیون رادار مورد استفاده قرار گرفت.

بالون پس از قرار گرفتن در مدار به دلیل تصعید و کمی گاز باقیمانده در آن منبسط شد. سطح روکش پلی استر-آلومینیوم بالون بسیار روشن بود و رادار را برای یافتن توپ فلزی در مدار هدایت می کرد. در 16 مدار اول، ایستگاه برای رادار 7010 و رصدخانه زیجینشان در چین، 5 هدف را در مدار به دست آوردند و کالیبراسیون راداری را با موفقیت انجام دادند. جرم این ماهواره 257 کیلوگرم است.

SJ-4 (Shi Jian-4)

SJ-4 یک ماموریت مغناطیسی کره (تحقیق ذرات و میدان ها) است. هدف این بود که محیط تابش فضایی و اثرات آن در یک مدار بیضی شکل را رصد کند. S/C ساخته شده توسط CAST دارای جرم 397 کیلوگرم با ابعاد: 1.6 متر قطر و 2.1 متر ارتفاع است.

پرتاب : در 8 فوریه 1994، ماهواره SJ-4 بر روی یک وسیله نقلیه LM-3A (CZ-3A) از مجتمع پرتاب Xichang در چین پرتاب شد.

مدار: GTO (مدار انتقال ژئوسنکرون) 210 کیلومتر در 36125 کیلومتر، شیب = 28.6 درجه.

حسگرها

سه ابزار برای محیط تابش فضایی و پروژه آزمایش اثر تشعشع طراحی شد، از جمله یک پتانسیومتر سطح ماهواره و دو آزمایشگر اثر ذرات تک (یک مانیتور تک ذره استاتیک و یک مانیتور دینامیک ذرات منفرد). سازها عبارتند از:

EED (آشکارگر الکترونی با انرژی بالا)

EPS (پر انرژی پروتون و آشکارساز یون سنگین)

ESA (آنالایزر الکترواستاتیک)

SPM (نمایشگر پتانسیل سطحی)

SEUM (SRAM Single Event Upset Monitor)

SEEM (دینامیک تک رویداد مانیتور اثر).

آشکارساز پلاسما دستگاه ESA (تجزیه و تحلیل الکترواستاتیک) اولین دستگاه در چین بود که هدف آن شناسایی پلاسمای داغ است که باعث پتانسیل بالایی در سطح فضاپیما می شود (محدوده انرژی 100 eV تا 40 کو). - SJ-4 حدود نیم سال کار کرد و داده های علمی زیادی به دست آورد.

SJ-5 (Shi Jian-5)

SJ-5 یک ماهواره نمایش علمی و فناوری چینی است. این اولین ماهواره کوچک مدرن چین با یک پلت فرم مینی ماهواره ای جدید به نام CAST968 است که توسط CAST (آکادمی فناوری فضایی چین) طراحی و توسعه یافته است، در حالی که CSSAR (مرکز علوم و تحقیقات کاربردی فضایی) CAS مسئول توسعه محموله و سیستم کاربرد زمینی اهداف کلی این ماموریت عبارتند از: 5)

• نمایش آزمایشات فناوری فضایی پیشرفته شامل عملیات کنترل نگرش چند حالته، سیستم الکترونیکی یکپارچه داخل هواپیما، سیستم یکپارچه TT&C باند S، فرستنده داده باند S، سیستم مدیریت داده روی برد و ذخیره سازی حالت جامد با ظرفیت زیاد.

• شناسایی SEU (Single Event Upset) و بررسی اقدامات متقابل مربوطه. علاوه بر این، اندازه گیری دوز ذرات پرانرژی در محیط فضا

• نمایش یک آزمایش سیال علوم فضایی.

هدف اصلی ماموریت SJ-5 توسعه یک پلت فرم مینی ماهواره ای مدولار بود که برای تعدادی از کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گرفت.

فضاپیما:

SJ-5 نشان دهنده اولین ماهواره کوچک چین بر اساس اتوبوس مدرن CAST968 با استفاده از ساختار لانه زنبوری آلومینیومی چند منظوره سبک وزن است. پیکربندی اتوبوس شبیه جعبه ای با ابعاد کلی 1.2 mx 1.1 mx 1.04 m است. طول کل فضاپیمای SJ-5 در حدود 5 متر است.

ACS (زیر سیستم کنترل نگرش) دارای دو حالت تثبیت نگرش است، یعنی کنترل نگرش سه محوره و همچنین کنترل نگرش تثبیت شده با چرخش. سرعت چرخش S/C بین 10-15 دور در دقیقه در حالت کنترل چرخش است (مقایسه دو حالت کنترل یک هدف آزمایشی است). عملیات در حالت کنترل اسپین حول محور کمترین اینرسی انجام می شود. اطلاعات اندازه گیری نگرش توسط یک حسگر خورشید و یک حسگر زمین مادون قرمز (دقت اشاره <0.5º، تثبیت <0.005º/s) ارائه می شود. تحرک توسط یک چرخ حرکت آفست، مغناطیس‌کننده‌ها و یک سیستم رانش گاز سرد (هیدرازین) انجام می‌شود. سیستم ریزپردازنده 80386EX توسط ACS استفاده می شود.

حالت های نگرش زیر توسط ACS ارائه شده است:

1) حالت اسمی برای محموله علمی نیاز به اشاره به خورشید و تثبیت چرخش دارد. این کار با چرخاندن S/C با سرعت 10 تا 15 دور در دقیقه با تقویت رانشگر، بر اساس نرخ بدنه حسگر خورشید انجام می‌شود.

2) حالت متناوب برای محموله علمی نیاز به اشاره به خورشید و تثبیت سه محوری دارد. در این حالت، نگرش با استفاده از یک چرخ بایاس- تکانه و سه میله گشتاور مغناطیسی کنترل می شود.

3) حالت اشاره به زمین فضاپیما از تثبیت سه محوره استفاده می کند. در این حالت، نگرش با استفاده از تکنیک گرادیان گرانش با یک چرخ بایاس-ممنتوم و سه میله گشتاور مغناطیسی بر اساس یک مغناطیس سنج سه محوره کنترل می شود. یک سنسور زمین برای اشاره به زمین S/C استفاده می شود.

کنترل حرارتی عمدتاً با تکنیک های غیرفعال انجام می شود. یک طرح اضافی برای زیرسیستم های کلیدی استفاده می شود.

فناوری‌های زیر در فضاپیمای جدید توسعه‌یافته SJ-5، CAST968، معرفی/نشان داده شد، که قابلیت‌های بسیار بهبود یافته‌ای در مدیریت داده‌ها و قابلیت‌های ارتباطی، به‌ویژه با توجه به ماهواره‌های چینی آینده ارائه می‌دهد.

• استفاده از یک کامپیوتر مرکزی و چندین واحد اجرایی مدیریت که در هر زیر سیستم قرار دارند

• از یک گذرگاه CAN (شبکه منطقه کنترل کننده) داخلی استفاده می شود. پشتیبانی رابط MIL-STD-1553B و RS-485 ارائه شده است

• یک حافظه بزرگ حالت جامد برای ذخیره سازی داده ها

• استاندارد پروتکل ارتباطی CCSDS (کمیته مشورتی برای سیستم های داده فضایی) با فناوری پرسرعت و چند کاناله برای اتصال مکرر (انتقال داده بین S/C و زمین)

• یک فرستنده داده با سرعت بالا در باند S.

کل جرم S/C 298 کیلوگرم است. جرم محموله 58 کیلوگرم است. توان متوسط ​​165 وات توسط آرایه خورشیدی 3.4 متر مربعی در اندازه (طراحی پانل لولایی) ارائه می شود. باتری‌های NiCd با ظرفیت 17 آمپر ساعت برای تامین برق در فاز گرفتگی مداری استفاده می‌شوند. عمر طراحی S/C سه ماه است.

ارتباطات RF: فرستنده فضاپیما در چین توسعه یافته است. خدمات انتقال و ردیابی داده ها در باند S با نرخ دانلینک 1 مگابیت بر ثانیه و 4 کیلوبیت بر ثانیه ارائه می شود.

پرتاب: ماهواره SJ-5 در 10 می 1999 از سایت پرتاب Taiyuan در چین به عنوان محموله ثانویه همراه با محموله اولیه FY-1/C (ماهواره هواشناسی چین) بر روی پرتابگر LM-4B پرتاب شد.

مدار: مدار نزدیک به دایره همزمان با خورشید، میانگین ارتفاع = 870 کیلومتر، شیب = 98.8 درجه، دوره = 102.35 دقیقه.

وضعیت ماموریت: آزمایشات علمی در 3 ماه اول ماموریت (تا اوت 1999) انجام شد. پس از آن، نمایش های مختلف فناوری و مانورهای نگرش فضاپیما (اشاره به خورشید، اشاره زمین و غیره) با موفقیت اجرا شد. اطلاعات فضاپیما تا فوریه 2000 دریافت می شد.

توسعه فضا پیمای مدرن CAST968، با استفاده از یک مفهوم الکترونیکی یکپارچه و یک رویکرد ساخت جدید، به ویژه قابلیت‌های بهبود یافته را فراهم کرد و انعطاف‌پذیری عملیاتی سیستم فضاپیما را به سطح بالاتری از عملکرد رساند. - از همان مفهوم اتوبوس پیشرفته در مأموریت های بعدی مانند HY-1 (پرتاب در 15 مه 2002) و در فضاپیمای TC-1 و TC-2 از DSP (پروژه ستاره دوگانه) استفاده می شود. مأموریت علمی CNSA/ESA با پرتاب در سال‌های 2003 و 2004. همه مأموریت‌های بعدی از سال 2006 عملیاتی هستند.

دستگاه آزمایش سیال فضایی:

این یک آزمایش ریزگرانشی در زمینه مکانیک سیالات است. هدف بررسی جفت بین همرفت مویرگی حرارتی و همرفت شناوری و سایر پدیده‌ها تحت شرایط گرانش میکرو است. مطالعه این پدیده ها و قوانین حاکم بر آنها باعث پیشرفت سیالات خواهد شد. بین مکانیک ریز گرانشی سیالات، علم مواد فضایی (رشد کریستال)، علوم حیات فضایی (پان کردن سلول) و سایر رشته ها روابط نزدیکی وجود دارد. همرفت مویرگی حرارتی چند لایه یکی از موضوعات مرزی در تحقیقات علم سیالات میکروگرانشی است. این فناوری نه تنها برای توسعه روش‌های رشد مواد کریستال فضایی، بهبود کیفیت کریستال‌ها بسیار مهم است. بلکه برای درک بهتر ویژگی ها و مکانیسم های حرکت همرفتی سیال با سطح آزاد یا سطح مرزی روی زمین که یک مشکل اساسی در فیزیک سیالات است. این آزمایش در مکانیک سیالات ریزگرانشی اولین آزمایشی است که توسط دانشمندان چینی انجام شده است و همچنین پیچیده ترین آزمایشی است که تاکنون انجام شده است

ترجمه شده از :

earth.esa.int

۵
از ۵
۱۰ مشارکت کننده