2024-12-05
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衛(wèi)星設(shè)計的核心是圍繞“任務(wù)需求”進行的,特點的空間應(yīng)用=明確的航天任務(wù),總的來說,衛(wèi)星制造就是“任務(wù)驅(qū)動設(shè)計”??偟膩碚f,衛(wèi)星有兩大組成部分:衛(wèi)星載荷(成本占比60%-80%)和衛(wèi)星平臺(成本占比20%-30%)。
一顆衛(wèi)星要能正常工作,需要有兩套系統(tǒng),一套是讓衛(wèi)星能正常繞地飛行,電池可以供電,星載計算機能正常開機工作的系統(tǒng)組合,我們把它稱作衛(wèi)星平臺。通常情況下,不同類別的衛(wèi)星平臺差異不大。另一套系統(tǒng)是衛(wèi)星的有效載荷,主要包括天線%)和轉(zhuǎn)發(fā)器以及雷達、相機等功能載荷,根據(jù)衛(wèi)星的工作差別,衛(wèi)星的有效載荷具有較大差異。
衛(wèi)星平臺由衛(wèi)星本體和服務(wù)(保障)系統(tǒng)組成,可以支持一種或幾種有效載荷的組合體。衛(wèi)星平臺可以由衛(wèi)星服務(wù)(保障)系統(tǒng)組合成一個或幾個艙段,例如服務(wù)艙、推進艙和返回艙。
2. 總體電路系統(tǒng):管理整體供配電、信號轉(zhuǎn)接、火工裝置管理、設(shè)備間的電連接;
衛(wèi)星載荷就是能夠執(zhí)行高空任務(wù)的有效裝置,可以是儀器、設(shè)備或者分系統(tǒng),根據(jù)衛(wèi)星類型和用途的不同差異較大。
我們可以做個類比:我們常說,汽車的“三大件”:發(fā)動機、變速箱、底盤,或者說新能源的三大件:電機、電控、電池,它們就好比衛(wèi)星平臺。因為無論是乘用車、商用車、特種車等,每輛車的三大件都類似,它們起到一個可以將車開起來的作用。而這輛車具體會用在哪里,會裝醫(yī)療儀器去救人、或者裝微波爐電視去房車旅游,亦或是裝攝像頭和傳感器去做路政巡檢,這些不同的設(shè)備就像是衛(wèi)星載荷。
根據(jù)衛(wèi)星用途的不同,我們可以把衛(wèi)星分為通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、技術(shù)試驗衛(wèi)星等。
通信衛(wèi)星載荷:包括通信轉(zhuǎn)發(fā)器和天線等。轉(zhuǎn)發(fā)器實際上就是一部高靈敏度、寬頻帶的微波收發(fā)機,用來接收、放大、變頻、再放大和發(fā)射通信信號,天線負責(zé)接收地面發(fā)出的指令和向地面發(fā)送遙測數(shù)據(jù);
導(dǎo)航衛(wèi)星載荷:包括星載原子鐘、導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)注入接收機、導(dǎo)航任務(wù)處理單元等;
遙感衛(wèi)星載荷:主要由光學(xué)和雷達設(shè)備組成,包括星載光學(xué)相機、多光譜掃描儀、微波輻射計、微波散射計、雷達高度計、超光譜成像儀以及遙感信息的數(shù)傳設(shè)備;
科學(xué)衛(wèi)星載荷:主要由各類科學(xué)實驗儀器組成,根據(jù)科學(xué)探測需求和場景的不同,其有效載荷也有一定差異。
隨著衛(wèi)星制造技術(shù)的不斷提高,低成本、高敏捷性和高精度衛(wèi)星的需求日益強烈。原來價值量占比最大的衛(wèi)星平臺逐漸被衛(wèi)星載荷超越,從早前的“平臺設(shè)計+載荷設(shè)計”模式向“平臺載荷一體化”轉(zhuǎn)變。現(xiàn)在考慮到數(shù)量巨大的衛(wèi)星需求,從成本出發(fā),又向著“去平臺化”和“載荷設(shè)計中心化”的方式轉(zhuǎn)變。而我們的載荷測試也會變得越來越重要。
載荷研發(fā)過程中,工程師需要進行專業(yè)設(shè)計、設(shè)計優(yōu)化和模擬仿真,同時還要進行工程驗證和測試。從衛(wèi)星項目可行性論證到立項、設(shè)計階段,就需要從應(yīng)用指標體系、關(guān)鍵技術(shù)、研制條件、周期等各個方面進行綜合評估設(shè)計。在研制階段,不但要進行方案論證和詳細設(shè)計,通過迭代優(yōu)化,以確定衛(wèi)星的總體方案和指標體系,而且需要制定詳細的研制流程和質(zhì)量保證大綱。
當載荷開發(fā)完畢后,需要對載荷進行非常豐富的的測試和驗證,包括芯片測試、元器件測試、組件測試、系統(tǒng)測試、天線測試、發(fā)射前的系統(tǒng)集成測試、生產(chǎn)測試、環(huán)境適應(yīng)性測試、振動測試、熱真空測試等。
這就需要測試儀器和解決方案登場了,下期分享內(nèi)容,將為您介紹衛(wèi)星測試中所會用到的儀器及方案!請各位關(guān)注!
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