第七章航天器通信与航天器.pptVIP

第七章 与航天器的通信与航天;第一节 航天器上的时钟; 根据爱因斯坦的相对论,在弱引力场中的时钟将比强引力场中的时钟走得快些、在地球表面附近,每升高1米,时钟的频率就会增加一些,不过这种效应并不明显;而地球上的时钟受地球绕太阳的轨道运动和太阳引力的影响,频率便会降低一些,如果是离地面很远,时间的加快效应就比较明显了。因此,在太空轨道中运行着的航天器,它的运动时间会相对加快。这也是不可避免的。;航天器上的时钟; 世界时是1960年以前的计时方法,由于地球的自转,太阳会周期性地经过某个地点上空。太阳连续两次经过某条子午线的平均时间间隔称为一个平太阳日,以此为基准的时间称为平太阳时。英国格林尼治从午夜起算的平太阳时称为世界时。 原子时自1958年1月1日世界的零时开始启用。由于原子发生变化时发射或吸收的电磁波频率极为稳定,比以地球转动为基础的计时系统更为均匀,因而得到了广泛应用。 为了使航天器上的时钟运行速度和地面保持一致,科学家们将航天器上的时钟行走速度“调慢”了一些,这样航天器上的时钟显示的时间就和地面上的时钟显示的时间相同,这对卫星通信和定位有着非常大的帮助。;航天器上时间指令的接受与发送;第二节 与航天器的通信;地面信息的发送与接收; 早期的飞船,如前苏联的“东方”号飞船、美国的“双子星座”号飞船等,均采用模拟信号传送图像。图像模拟传输虽然技术简单,但是传送的图像质量并不好。随着航天技术的发展,对图像质量的要求越来边高,现在的载人飞船多以数字形式传输,其优点是图像的传输可与其他航天器信息共用信道,图像质量好。 从飞船向地面发送电视图像,使地面对航天员的状态可以进行直接监视。在进行交会对按时,电视图像可使航天员和地面对飞船与目标之间的相对运动过程有直观的了解,从而进行有效的控制。电视还可用于宣传报道、不测事件的监视、飞行文献的编集等。;航天器信息的发送与接收;第三节 航天器的动力; 航天器的推进动力所使用的能源分类有化学动力、冷气动力、电动力、太阳帆动力、核动力和激光动力,其中前三种动力系统在空间得到了实际应用,后三种实际上还处子概念研究阶段,尚未提到航天界的议事日程上来。载人飞船上使用的推进装置基本上是化学火箭发动机,其中绝大多数是液体火箭发动机。固体发动机仅用于只需要一次起动的情况,例如制动发动机和逃逸救生发动机。;液氢为燃料的火箭发动机;离子发动机; “联盟”TM飞船的推进系统共计有35台火箭发动机,其中推进舱制动发动机1台,大姿态控制发动机14台、小姿态控制发动机12台,返回舱姿态控制发动机8台。“阿波罗”飞船则装有50台发动机,配置了7个推进分系统、它们分别是:发射救生系统、服务推进系统、下降推进系统、上升推进系统、服务舱反作用控制系统、登月舱反作用控制系统和指挥舱反作用控制系统。;“维京”5C火箭发动机; 航天飞机不仅要将有效载荷送上地球轨道或带回地球,而且还要留在轨道上,利用其中的各种试验仪器、设备,进行各种实验和研究,为了完成这些任务,航天飞机用推进系统来做入轨飞行,进行轨道机动,以及改变和保持某种飞行姿态。因此,航天飞机需要有3种推进设备,即主发动机、机动发动机和姿态控制发动机。;航天飞机上的发动机;第四节 返回地球;第一步:轨道改变 航天器在返回地球前,全自动将太空轨道运行的姿态准确地调整为返回的姿态,调整后,要在此姿态下保持稳定地运行。然后开动制动火箭发动机,产生反向推动的力,从而降低航天器运行的速度,使其脱离原来运行的轨道,进入预定的返回轨道。 第二步:穿越黑障区 当航天器降到距地面大约40千米的高度时,航天器表面形成的几千摄氏度的高温区内的气体和航天器表面材料被分解和电离的分子,在航天器外面形成一个等离子鞘。等离子鞘能吸收和反射电波,使航天器与外界的无线电通信中断,这种现象成为黑障,产生黑障的区间称为黑障区。;第三步:软着陆 航天器的软着陆就是采用制动火箭或降落伞等减速手段,使航天器安全降落要保证航天器安全返回地面,就要研制出可靠的降落伞系统,使航天器在接近地面的较低高空中,用降落伞减速,以很低的速度着落,这样就可以保证航天器完好无损地返回地面。 第四步:标位和寻找 以上技术关键如果都顺利地解决了,航天器就能安全地返回地面。不过茫茫大地,复杂多变,到哪里去寻找从太空中回来的航天器呢?这就要求能按时、准确地预报及测量航天器降落的位置,回收区的工作人员就能尽快发现看落后的航天器。;各渣姿仁刺糠邦灶噪司钥弯揽苹尺嘱挖魏娥亡缄刘獭淮狡个缺歹烦凄钥剿第七章航天器通信与航天器第七章航天器通信与航天器;耐们草师遍