Когда запускается геосинхронный/геостационарный спутник, как его разработчики рассчитывают продолжительность его жизни? Случайная выборка некоторых спутников связи позволяет предположить, что ~10 лет могут быть нормой. Как получается эта цифра? Это просто вопрос топлива, необходимого для коррекции орбиты и возможного выхода на орбиту кладбища?
Ограничивающим фактором обычно были расходные материалы для хранения на станции. Как только срок службы топлива Geosat подходит к концу, им необходимо вывести его из GEO, чтобы освободить слот для его замены.
Это было несколько смягчено за счет использования электрического двигателя, где ксенон или тому подобное используется в качестве топлива после электрического ускорения для тяги. Топлива в этом случае намного меньше по количеству из-за более высокого ISP, но меньшей тяги. Т.е. если вы используете систему с низкой тягой и очень высоким ISP, и у вас много времени, она более эффективна в долгосрочной перспективе.
Солнечные панели деградировали, и поэтому мощность была снижена до такой степени, что они больше не могли функционировать. (Или наоборот, зная, как быстро деградируют панели, выпускали панели негабаритных размеров, чтобы через 10 лет, деградировав, все еще хватило бы мощности для работы). Лучшие панели несколько смягчили это.
Если есть строгие требования к наведению, колеса управления реакцией (гироскопы) являются хорошо известными точками отказа, поскольку по определению они являются движущимися частями. (Кеплер, Хаббл, МКС и т. д. — примеры проблем).
Воздействие радиации на электронику в космосе за пределами поясов Ван Аллена может привести к ухудшению работы электроники, но в основном это было смягчено за счет лучшей защиты и электроники.
Чтобы рассчитать ожидаемую продолжительность жизни, нужно учитывать несколько вещей. Во-первых, определить, как долго мы хотим, чтобы это продолжалось, так как это приведет к другим соображениям. Поскольку стоимость запуска составляет значительную часть инвестиций, необходимо максимально увеличить срок службы с учетом всех других соображений. Чтобы спутник прожил столько, сколько мы хотим, проводится анализ надежности с учетом всего, что может выйти из строя. Отсюда количество запасных единиц для полета (удвоение основных единиц, полет 5 усилителей, когда 3 используются для нормальной работы и т. д. и т. д.).
Вторым важным элементом является топливный бюджет. При запуске около половины массы спутника составляет топливо, учитывая двигательную установку на химическом топливе. Из них, безусловно, большая часть используется для перевода спутника с его переходной орбиты (которая достигается с помощью ракеты-носителя) на геостационарную орбиту. Бюджет топлива покрывает ряд неопределенностей (точность переходной орбиты, эффективность маневров подъема орбиты). Если топливо, выделенное для этих неопределенностей, не используется, оно становится доступным для всех других задач и обычно продлевает полезный срок службы сверх проектного срока службы спутника.
Охотник на оленей