„elektronika w służbie astronautyki”, wykład w ramach przedmiotu internetowe systemy...
DESCRIPTION
„Elektronika w służbie astronautyki”, wykład w ramach przedmiotu Internetowe Systemy Pomiarowe. Niezwykłe pole zastosowania zaawansowanych urządzeń elektronicznych Polska aktywność w badaniach kosmicznych i edukacji Perspektywy. inż. Andrzej Cichocki, [email protected]. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
„„Elektronika w służbie astronautyki”, Elektronika w służbie astronautyki”, wykład wykład
w ramach przedmiotu Internetowe w ramach przedmiotu Internetowe Systemy PomiaroweSystemy Pomiarowe
inż. Andrzej Cichocki, [email protected]
1. Niezwykłe pole zastosowania zaawansowanych urządzeń elektronicznych
2. Polska aktywność w badaniach kosmicznych i edukacji
3. Perspektywy
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Plan prezentacjiPlan prezentacji
1. Po co to wszystko ?2. Astronautyka i
astronomia – pole działań3. Zadania statków
kosmicznych4. Zadania przyrządów
elektronicznych5. Struktura sztucznego
satelity6. Na czym polega ta
sztuka?7. Aktywność światowa w
branży kosmicznej (NASA)
8. Udział Polski9. Trochę polityki
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Po co to wszystko?Po co to wszystko?
1. Powszechność zastosowań elektroniki2. Elektronika specjalizowana3. Elektronika jako narzędzie4. Nowe pola działań
• Astronomia• Astronautyka• Astrofizyka i fizyka wielkich energii
5. Zastosowania pionierskie – wynalazki6. Napęd dla rozwoju przemysłu
( „kosmos” schodzi na Ziemię)7. Aspekt ekonomiczny ($$$)
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Po co to wszystko?Po co to wszystko?
1. Astronomia – nauka o ciałach niebieskich, ich budowie i ruchach, pochodzeniu i ewolucji oraz materii rozproszonej w przestrzeni kosmicznej
2. Odpowiedź na najtrudniejsze pytania ludzkości
3. Tyle rzeczy do zbadania• Planety (ekspansja rodzaju
ludzkiego, terraformacje)• Układ Słoneczny• Komety• Zderzenia kosmiczne (czy jesteśmy
bezpieczni? )4. Narzędzie? Prawie wyłącznie
obserwacje
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Po co to wszystko?Po co to wszystko?
1. Astronautyka – zespół nauk zajmujący się lotami poza atmosferę ziemską, a także badaniami przestrzeni kosmicznej
2. Badania kosmiczne3. Wykorzystanie przestrzeni kosmicznej
do ludzkich potrzeb4. Narzędzie?
• Technika rakietowa• Elektronika• Mechanika• …• Astrobiologia
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Pole działań dla elektronikiPole działań dla elektroniki
1. Aparatura badawcza eksperymentów kosmicznych
2. Aparatura pokładowa statków kosmicznych
3. Przetwarzanie obrazów (obserwacje astronomiczne)
4. Komunikacja5. ….
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Zadania statków kosmicznychZadania statków kosmicznych
Statki kosmiczne:• Satelity • Orbitalne stacje kosmiczne• Sondy kosmiczne• Próbniki• Lądowniki• Rakiety, wahadłowce…
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Zadania statków kosmicznychZadania statków kosmicznych
Podział satelitów ze względu na badania:• Badawczy• Obserwacyjny
• Meteorologiczny• Mapujący teren• Zarządzanie kryzysowe• Szpiegowski
• Nawigacyjny• Wojskowy• Orbitalne stacje kosmiczne• Killersat
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Zadania elektronikiZadania elektroniki
Elektronika w przyrządach kosmicznych:• Podtrzymywanie życia• Nawigacja• Orientacja położenia• Sterowanie• Łączność• Zasilanie• Regulacja termiczna• Gromadzenie danych• Eksperymenty
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
1. Segment kosmiczny• Satelita• Konstelacja satelitów
2. Segment naziemny• Stacja naziemna• Wystrzelenie• Centrum kontroli lotu• Infrastruktura wymiany danych• Kontrola deorbitacji
Aplikacja
DGSSDGSS
Kontroler domeny
APRS_ISDGSN
INTERNET
Kontroler domeny
Kontroler domeny
Kontroler domeny
Kontroler domeny
DGNSS
DGNSS
DGNSS
DGSNMS
DGSSMS
APRSLGSS
SMC
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
1. Segment kosmiczny
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
1. Segment kosmiczny (platforma)1. OBDH2. COMM3. EPS4. AOCS5. STRU6. TCS7. CONF8. PROP9. BUS
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Komputer pokładowySpotykane nazwy:
OBDH – On-board Data HandlingOBC – On-board Computer
Zadania:1. Przetwarzaniem danych na pokładzie
satelity, 2. Dystrybucja sygnałów sterujących do
pozostałych podsystemów i zbieranie predykatów
3. Wykonywanie rozkazów z Ziemi (telekomend)
4. Formowanie telemetrii do przesłania na Ziemię
5. Housekeeping i przechowywanie danych
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Moduł Komunikacji PokładowejSpotykane nazwy:
COMM – CommunicationsZadania:
1. Zapewnienie łączności ze stacją naziemną
2. Czasem też zarządzanie podstawowymi funkcjami satelity w trybie bezpiecznym
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Moduł ZasilaniaSpotykane nazwy:
EPS – Electrical Power SupplyPSU – Power Supply Unit
Zadania:1. Zapewnienie zasilania pozostałym
modułom (np. przetwarzanie energii słonecznej, śledzenie MPP)
2. Wyłączanie i włączanie modułów3. Czasem też zarządzanie podstawowymi
funkcjami satelity w trybie bezpiecznym
4. Przełączanie trybów działania
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Moduł StabilizacjiSpotykane nazwy:
ACS,ACDS,AOCS – Altitude/Attitude Control/Determination System
Zadania:1. Minimalizacja osiowych prędkości
obrotowych (np. w celu robienia zdjęć)2. Orientacja położenia3. Przeprowadzanie manewrów zmiany
orbity4. Zmiana pola widzenia…
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Struktura mechanicznaSpotykane nazwy:
STRU – Mechanical structureZadania:
1. Utrzymanie elementów satelity2. Zapewnienie przewodnictwa/izolacji
termicznej3. Ekranowanie/ochrona przed
promieniowaniem4. Neutralizacja efektów ładowania
elektrostatycznego5. Ochrona przed udarami/drganiami
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Konfiguracja mechaniczna/termiczna
Spotykane nazwy:CONF – Configuration
To nie podsystem, ale proces do przeprowadzenia. Polega na takim ustawieniu obudów (boxes) modułów satelity, aby mogły one prawidłowo funkcjonować i nie przeszkadzać sobie nawzajem.
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Moduł Kontroli TermicznejSpotykane nazwy:
TCS – Thermal Control System
Zadania:1. Zapewnienie odpowiedniej do działania
temperatury modułom elektronicznym i mechanicznym satelity
2. Odprowadzanie (wypromieniowanie ciepła) lub podgrzewanie elementów.
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Zespół NapędowySpotykane nazwy:
PROP – Propulsion
Zadania:1. Efektory AOCS2. Napęd gazowy, chemiczny, jonowy,
niekonwencjonalny…
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
Magistrala danych, szyna zasilania
Spotykane nazwy:BUS,HARN – Data Bus, Power Supply
Rail, Harness
Zadania:1. Wymiana danych pomiędzy
podsystemami2. SpaceWire, CAN, Ethernet..3. Doprowadzenie zasilania do każdego
modułu
inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”inż. Andrzej Cichocki, „Elektronika w służbie astronautyki”
Struktura systemu satelitarnegoStruktura systemu satelitarnego
1. Segment kosmiczny (eksperyment/ładunek uzyteczny) -Payload1. Kamery2. Spektrometry3. Przekaźniki komunikacyjne4. Fotometry5. Magnetometry6. Sondy do pomiarów w plazmie7. Dozymetry8. …