空间平台是无人航天器的新发展 , 它与卫星的不同之处是在轨道上维修、更换仪器设备、加注燃料、补给消耗品或者回收各种设备或其他物品 。 空间平台要求易于装拆更换 , 适应携带不同的有效载荷 , 适应不同的运载发射 , 可重复使用 。
空间探测器主要对地外空间和天体进行探测 , 例如我国的“嫦娥一号”卫星、“嫦娥三号”探测器等 。
2) 载人航天器
按照飞行和工作方式 ,
载人航天器分为空间站、载人飞船、航天飞机和航空航天飞机四类 。
空间站是具备一定试验或生产条件的、可供航天员生活和工作且在轨道长期运行的载人航天器 。
载人飞船能保障航天员在太空执行航天任务 , 并能使航天员座舱或返回舱返回地面着陆的航天器 。 载人飞船是天地往返运输器的一种 , 根据用途分为卫星式载人飞船(为空间站往返运送航天员和物品)、登月载人飞船和行星式载人飞船 。 我国的神舟系列飞船为卫星式载人飞船 , 美国阿波罗系列飞船为登月载人飞船 。
航天飞机是往返于地面和宇宙空间的、部分可多次重复使用的载人或载货航天运载器 。 目前只有美国、苏联研制并发射过航天飞机 。
航空航天飞机是航空与航天相结合、运载器和航天器相结合的多次可重复使用的新一代航天器 。 它除了使用火箭发动机外 , 在发射上升和再入大气层时 , 利用航空发动机借助空气作为氧化剂工作 。
2.航天器的组成
航天器由不同功能的若干分系统组成 。 通常而言 , 航天器可划分为有效载荷和航天器平台两大部分 。
1) 有效载荷
有效载荷是指航天器上装载的直接完成特定航天任务的仪器、设备、人员、试验生物以及试件等 。 航天器有效载荷是航天器在轨完成航天使命的最关键分系统 。
有效载荷是航天器的核心 , 航天器的有效载荷随任务的不同而不同 , 故而其种类繁多 。 航天器有效载荷按照用途 , 大致可以分为遥感类(或称为信息获取类)、通信类(或称为信息传输类)、导航类(或称为信息基准类)、科学探测类及其他 。 即使同一种类型的有效载荷 , 性能差别也很大 。
遥感类有效载荷是指对地观测的各种遥感器 , 包括可见光遥感器、多光谱扫描仪、红外遥感器、微波辐射计、合成孔径雷达、微波散射计等 。 这些遥感器可以获得地面(水面)或大气、空间等的各种信息 。
通信类有效载荷是指转发器和天线 , 这类有效载荷可用于星地卫星通信 , 在各类航天活动中占据极其重要的地位 。
导航类有效载荷是指提供空间基准和时间基准的各种仪器和设备 。 这类有效载荷可用于卫星导航 , 如高稳定度原子钟、无线电信标机等 。
科学探测类有效载荷是指用于空间环境探测、天文观测和空间科学试验等各种仪器和设备 , 包括X射线望远镜分光仪、太阳光学望远镜、离子质谱仪、X射线分光计以及各种空间环境测量和监测装置等 。
其他有效载荷主要包括新技术试验有效载荷和特殊有效载荷两种 。 新技术试验有效载荷是指一些未得到在轨考验的新航天器、分系统和仪器设备乃至元器件等技术 , 通过专门的新技术试验卫星发射到某种轨道上进行试验 , 以验证其原理、方案、可行性、兼容性和可靠性等 。 特殊有效载荷是指非技术性的有效载荷 , 如太空旅游(有效载荷是旅游者)、太空纪念品(有效载荷是信封、旗帜等) 。
2) 航天器平台
航天器平台是由卫星服务(或称为保障)系统组成 , 可以支持一种或几种有效载荷的组合体 。
航天器平台可以为有效载荷正常工作提供机械支持、工作电源、姿态轨道控制、状态监测、热环境保障、管理控制等服务 。
航天器平台一般包含姿态与轨道控制分系统、结构与机构分系统、热控分系统、电源分系统、测控与数管分系统等 。
姿态与轨道控制分系统(简称姿轨控分系统)的功能是保持或改变航天器运行中的姿态和轨道 。
每个航天器为了完成其特殊使命 , 有其特定的标称轨道与期望的姿态 。 但是由于发射误差 , 需要姿轨控分系统调整姿态或进行轨道机动;在轨运行时由于外部环境干扰力/力矩的作用 , 以及内部机电部件干扰力/力矩的作用 , 航天器将偏离标称轨道和期望姿态 , 姿轨控分系统则负责姿态和轨道保持 。
结构与机构分系统包括结构分系统和机构分系统 。
结构分系统的功能是为航天器提供整体构形 , 为航天器上设备提供支撑 , 并在运载火箭发射过程中(一般称为主动段)及在轨机动时 , 支撑整个航天器 , 承受和传递载荷 , 保证整个航天器具有足够的强度和刚度 。 机构分系统使航天器或其某个部分完成规定运动 , 并使它们处于要求的工作状态或工作位置 。 一般机构分系统都包括展开与锁定机构(如太阳翼与天线等的展开与锁定机构)、分离与缩进机构(如卫星与运载火箭之间的连接与分离使用的包带等)、驱动机构(如太阳翼对日定向驱动机构和天线展开或跟踪使用的驱动机构等)、交会对接机构、舱门锁紧与解锁机构等 。
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