МетОп-А; Почему такая необычная форма солнечной панели и метод развертывания?

Эта солнечная панель ближе к квадрату, чем большинство солнечных панелей, которые я видел, которые имеют тенденцию быть очень длинными — отношение длины к ширине, возможно, 4 к 6. Это выглядит всего как 1,5, и кажется, что оно расположено в конце длинного рука. Для меня это необычная конфигурация - есть ли что-то конкретное в операциях MetOp-A, B, C, которые требуют этого?

ниже: снимок экрана из статьи BBC о космическом мусоре от 19 апреля 2017 г. Предположительно, это был случайный спутник, выбранный автором, и не предполагается, что конфигурация предназначена для облегчения "поймать в большие сети"!

введите описание изображения здесь

ниже: со страницы Gunter's Space Page (Астриум).

введите описание изображения здесь

внизу: Полярная платформа Astrium (PPF) со страницы Gunter's Space Page .

введите описание изображения здесь

ниже: Художественная концепция MetOp-A на орбите, включая полностью развернутую солнечную панель на развертывающем рычаге, отсюда :

Как только MetOp находится в правильном положении, солнечная батарея, которая находится на зенитной стороне спутника, аккуратно разворачивается лицом к Солнцу. Эта процедура занимает до 17 минут и происходит в два этапа. Первоначально плечо солнечной батареи поворачивается на 120° вверх и вниз. Затем большая восьмисекционная панель открывается лицом к Солнцу.

введите описание изображения здесь

внизу: MetOp-A, включая сложенную солнечную панель на развертывающем рычаге, отсюда .

введите описание изображения здесь

Согласно Википедии МетОп-А находится на солнечно-синхронной полярной орбите с высотой 817 км и временем восходящего узла по местному времени 21:30. Я думаю, это означает, что он всегда находится под солнечным светом, если смотреть вниз (грубо говоря) либо в 9:30 утра, либо в 9:30 вечера по местному времени на поверхности.

Есть отличное видео о MetOp Instrumentation , которое также включает в себя несколько анимаций полярной орбиты космического корабля и, по-видимому, поперечного положения:

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Не имея доступа к деталям конструкции, я не мог бы сказать наверняка, но похоже, что расположение солнечной батареи позволяет избежать частичного затенения спутниковой шины, что создаст механические напряжения из-за температурных градиентов и нарушит работу ее инфракрасных датчиков.
@ Тристан А, я понимаю, что ты говоришь. Космический корабль, вероятно, постоянно находится под солнечным светом на этой высоте, а не уходит в тень Земли каждые 100 минут, поэтому затенение панелями будет выделяться. Интересно, можно ли его также использовать для постоянного затенения тепловизионных камер - та же идея, но с другим знаком?
Такое конечно может быть

Ответы (2)

Основное различие между спутником связи и METOP заключается в угле обзора по отношению к солнцу и в том, как он изменяется. Помните, чтобы ваша солнечная батарея (SA) давала вам максимальную мощность, она должна быть как можно больше под прямым углом к ​​солнцу; а также помните, что оба типа космических аппаратов (КА) вращаются, чтобы всегда оставаться одной и той же стороной, направленной к Земле.

Для связи СА простирается с севера на юг, а солнце движется с востока на запад. SA вращается в противоположных направлениях вокруг оси север-юг, чтобы держать солнце под прямым углом. Из-за высоты орбиты и наклона земной оси СА находится под солнечным светом большую часть времени, за исключением примерно 3 недель по обе стороны от весеннего и осеннего равноденствия. Из-за наклона земной оси солнце перемещается с севера на юг на сезонной основе, но возникающее в результате неправильное наведение допустимо и не требует компенсации.

Для Метоп, находящегося на полярной орбите, солнце «встает» на севере, когда МЕТОП проходит над южным полюсом, и садится на юге, когда проходит над северным полюсом (оно находится на экваторе в 21:30 по местному времени, восходящий узел и движущийся на юг). Солнце всегда светит с левой стороны, под более-менее постоянным углом около 40 градусов (относительно корпуса КА), поэтому СА установлен таким образом, что солнце всегда находится под прямым углом к ​​его поверхности, и вращается вокруг оси восток-запад, компенсируя движение солнца. Также помните, что МЕТОП летит "боком", как видно из приложенного к вопросу видео. Одной из причин квадратной формы СА является тот факт, что он расположен только с одной стороны КА, и поэтому возмущающие силы, исходящие от СА, действуют на КА асимметрично, т.е. сохранение короткого массива минимизирует этот эффект. Навесное оборудование может быть спроектировано по-разному, но функция определяет форму, и это проверенная и испытанная конструкция, восходящая к концу 1980-х годов, ее использовали французские платформы SPOT, ее использовали спутники ERS ЕКА, ENVISAT ЕКА использовали ее, а теперь и платформы METOP.

Кстати, МЕТОП тоже высокий (по памяти что-то около 6 метров), а когда на лаунчере, интерфейсное кольцо находится сбоку от СА!

Я надеюсь, что это разъясняет моменты, упомянутые в комментариях к вопросу и предыдущему ответу.

Это очень полезно, ясное, хорошо написанное и легкое для понимания объяснение того, что происходит с геометрией космического корабля, Земли и ее наклона, а также Солнца на его орбите. Спасибо, что нашли время провести нас!

Мы наблюдаем затмения на каждом витке Метопа — от 22 до 28 минут в зависимости от сезона. Они исчезнут, когда LTAN начнет дрейфовать ( https://scienceblog.eumetsat.int/2017/06/extending-the-working-lifetime-of-the-metop-a-weather-satellite/ )

Нет единой причины, по которой размещение и развертывание массива настолько сложны, но у вас есть унаследованная платформа SPOT (меньший куб, к которому физически подключена солнечная батарея) и традиционный модуль полезной нагрузки Envisat (более длинный участок, на котором размещается массив). Спутник также должен помещаться внутри обтекателя пусковой установки (обычно его высота больше ширины), поэтому массив должен располагаться на одной из 4 длинных сторон. Одна из более коротких сторон занята интерфейсным кольцом пусковой установки, а другая — местом, где будет сужаться обтекатель.

У Metop-SG корпус спутника расположен сбоку по сравнению с первым поколением, поэтому развертывание массива намного проще — он просто выдвигается сбоку.

Ссылка очень интересная, посмотрю. Значит, фотоэлектрическая панель каким-то образом не затеняет спутник, чтобы он оставался прохладным, или что-то в этом роде? Я не совсем понимаю твое объяснение. Многие/большинство спутников связи высокие и имеют складные фотоэлектрические панели, выдвигающиеся по бокам, как крылья. Это сделано для многих спутников и здесь, похоже, сработает - ничего не заблокируют. Этот фотоэлектрический массив на палочке выглядит действительно специально спроектированным.