Avaruusalusta ( satelliittialusta ) on yleinen yhtenäinen malli avaruusalusten rakentamiseen (SC), joka sisältää kaikki satelliittipalvelujärjestelmät (ns. palvelujärjestelmämoduuli ) sekä hyötykuormamoduulin suunnittelun , mutta ilman kohdetta ( rele-, tieteellinen tai muu) laitteet.
Toisaalta alustan käsitteellä avaruusaluksen tyypistä riippuen viitataan usein palvelujärjestelmämoduuliin, joka sisältää vain satelliittipalvelujärjestelmiä (ilman hyötykuormamoduulirakennetta).
Avaruusalustojen käytöllä on useita etuja verrattuna avaruusalusten yksittäiseen valmistukseen [1] :
Yleensä avaruusalusta sisältää kaikki satelliitin palvelujärjestelmät hyötykuormamoduulia lukuun ottamatta . Tässä tapauksessa alustaa kutsutaan myös palvelujärjestelmämoduuliksi ja se sisältää [2] [3] [4] :
Avaruusalustalla on myös paikka kuormatilan ja antennien asentamista varten. Kuitenkin viestintäsatelliittien rakentamiseen tarkoitetuilla alustoilla, kuten Spacebus , Express tai SS / L 1300 , hyötykuormamoduulin suunnittelu (ilman siihen asennettua välityslaitetta) katsotaan yleensä myös osaksi alustaa.
Tyypillisesti alustat optimoidaan laukaistavan hyötykuorman massan mukaan, mikä puolestaan määrää koko satelliitin massan ja virransyöttöjärjestelmän tehon [4] .
Yksi tärkeimmistä parametreista on ST:n massan suhde avaruusaluksen kokonaismassaan. On selvää, että mitä parempi tämä suhde, sitä tehokkaammin tehtävän tavoitteet voidaan saavuttaa. Yleensä kantoraketin kantokyky määrää avaruusaluksen maksimimassan kiertoradalla. Näin ollen mitä vähemmän alusta painaa, sitä enemmän hyötykuormaa voidaan toimittaa tietylle kiertoradalle [4] [5] .
Tällä hetkellä tämä suhde on noin 18-19 % nykyaikaisissa raskaissa tietoliikennealustoissa, kuten Spacebus tai Express 2000 . Suurin teknologinen ongelma on energiakustannukset, jotka aiheutuvat kiertoradan parantamisesta geotransferista geostationaariseksi . Avaruusaluksessa on oltava suuri määrä polttoainetta kiertoradan kasvattamiseksi (jopa 3 tonnia tai enemmän). Lisäksi käytetään vielä 400-600 kg satelliitin pitämiseen tietyllä kiertoradalla koko aktiivisen toiminnan ajan [6] [7] .
Lähitulevaisuudessa sähkö-ionimoottorien laajan käytön sekä aurinkopaneelien ja akkujen massan pienenemisen pitäisi johtaa PN:n massan ja avaruusaluksen kokonaismassan suhteen paranemiseen 25:een. % tai enemmän [6] [7] .
Yksi lupaavimpia alueita on sähkö - ioni - ja plasmamoottorien kehittäminen . Näillä potkurilla on paljon suurempi ominaisimpulssi verrattuna perinteisiin kaksikomponenttisiin hydratsiinijärjestelmiin (1500-4000 s vs. 300 s), ja siksi niiden käyttö voi johtaa satelliittien massan merkittävään vähenemiseen ja vastaavasti niiden laukaisukustannusten laskuun. . Esimerkiksi Boeing XIPS25 sähköinen ionipotkuri käyttää vain 75 kg ponneainetta satelliitin pitämiseen kiertoradalla 15 vuoden ajan. Mahdollisesti käyttämällä tätä moottoria kiertoradan kasvattamiseen ja pitämiseen, voidaan säästää jopa 50 miljoonaa euroa (vaikka tämä toiminto ei ole tällä hetkellä täysin käytössä) [5] [6] [7] [8] .
Toisaalta uusien tekniikoiden käyttö aurinkoparistoissa (siirtyminen piistä monikerroksisiin GaInP/GaAs/Ge:hen) ja akkuihin ( litiumioniteknologian käyttöönotto ) johtaa myös avaruusaluksen painon pienenemiseen. 9] .
Vuonna 1963 OKB-586 (myöhemmin Yuzhnoye Design Bureau ) Dnepropetrovskin kaupungissa kehitti ensimmäisenä maailmassa kolmen yhtenäisen avaruusalusalustan luonnoksen: DS-U1 - ei-suuntautunut kemiallisiin energialähteisiin, DS-U2 - ei suunnattu aurinkoparistoilla, DS -U3 - suunnattu aurinkoon aurinkopaneeleilla.
AUOS (Automatic Universal Orbital Station) on OKB-586:n kehittämä avaruusalusta. Se oli olemassa kahdessa muunnelmassa: 1) suuntautumalla maahan ( AUOS-Z ) ja 2) suuntautumalla aurinkoon ( AUOS-SM ). AUOS-sarjan satelliitit säilyttivät monet OKB-586 -DS-U :n kehittämään edellisen sukupolven avaruusalustaan upotetut ideat ja konseptit .
KAUR (Unified series) on satelliittialustojen perhe, joka on luotu OKB-10 :ssä (NPO PM, nyt JSC ISS nimetty Reshetnevin mukaan) 1960-luvulta lähtien. KAUR-alustan muutosten perusteella rakennettiin useiden sukupolvien viestintä- ja navigointisatelliitteja aina 2000-luvun alkuun asti [10] .
Massan (mukaan lukien polttoaine) mukaan satelliittialustat voidaan tällä hetkellä jakaa kolmeen luokkaan [2] [4] :
Myös alustaa kehitettäessä otetaan huomioon lisäystyyppi referenssiradalle: suora lisäys tai lisäsyöttö geosiirrosta geostationaariseen kiertoradalle satelliitin apogee-kaukosäätimellä. Yleisesti ottaen kevyille alustoille rakennetut avaruusalukset voidaan laukaista suoraan geostationaariselle kiertoradalle, jolloin apogee-moottorista ja sen mukana tulevasta polttoaineesta päästään eroon.
Tällä hetkellä tärkeimmät geostationaaristen satelliittien valmistajat käyttävät seuraavia satelliittialustoja:
| Nimi | Avaruusaluksen massa, kg | Tehoa PN, kW | Määrä (tuotannossa) KA | Valmistaja | Maa |
|---|---|---|---|---|---|
| Keskikokoiset ja raskaat alustat | |||||
| Spacebus 4000 [4] | 3000-5900 | 11.6 asti | 65 (7) | Thales Alenia -avaruus | / |
| Eurostar 3000 [11] | 6400 asti | 6-14 | yli 60 | EADS Astrium | / |
| Alphabus [12] | 6000-8800 | 12-18 | yksi | EADS Astrium / Thales Alenia Space | // _ |
| Boeing 702 | 6000 asti | ennen 18 | 25 (15) | Boeing | |
| Boeing 601 | 73(3) | Boeing | |||
| SS/L 1300 | 8000 asti | 20 asti | 83 (25) [13] | Space Systems/Loral | |
| A2100AX_ _ | 2800-6600 | 15 asti | 36 | Lockheed Martin Space Systems | |
| KAUR-4 | 2300-2600 | 1,7 - 6,8 | 31 | OJSC ISS | |
| Express 2000 [14] | 6000 asti | 14 asti | 0 (4) | OJSC ISS | |
| Dongfang Hong-4 (DFH-4) | 5200 asti | 8 asti | 12 | China Aerospace Science and Technology Corporation | |
| DS-2000 [15] | 3800-5100 | 15 asti | 4 (7) | Mitsubishi Electric | |
| Kevyet alustat | |||||
| STAR-bussi [16] | 1450 (kuiva) | 1,5 - 7,5 | 21 (10) | Orbital Sciences Corporation | |
| Express 1000 [14] | 2200 asti | 6 asti | 6 (18) | OJSC ISS | |
| A2100 A | 1-4 | Lockheed Martin Space Systems | |||
| LUXOR (SmallGEO) | 1600-3000 | 4 asti | 0 (1) | OHB | |
| Navigaattori [17] | 650 - 850* | 2.4 asti | 3 (5) [18] [19] | NPO heitä. Lavochkin | |
| Jahti [20] | 350 - 500* | 3.9 asti | neljä | GKNPTs im. M. V. Hrunitšev | |
| Universal Space Platform [21] | 950-1200 | 3 asti | 4(1) [22] | RSC Energia | |
| Ultrakevyet alustat | |||||
| TabletSat | 10-200 | 0,2 asti | yksi | SPUTNIX | |
| OrbiCraft-Pro | 1-10 | 0,01 asti | 3 (8) | SPUTNIX | |
| * Alustan kuivapaino | |||||