Электромеханика в космосе

Излучение, поступающее через вход радиометра 1, после отражения от зеркала-искателя 2 попадает на оптическую систему с двойным отражением 3–4 и далее через световоды и светофильтры — на чувствительный приемник или электронный фотоумножитель 5. Электронный усилительный блок усиливает полученные видеосигналы и передает изображения через канал радиосвязи на наземные станции приема. Таким образом, телевизионные изображения в форме видеосигналов при движении орбитального блока по траектории вокруг Марса определяются механическим движением сканирующего зеркала-искателя. Чтобы получить такое же изображение на фоточувствительной пленке, необходимо иметь на приемном пункте синхронное и синфазное электромеханическое оптическое устройство, физические принципы которого были описаны в разделе о функциональных системах.

Если для искусственных спутников Земли, в том числе для геостационарных, движущихся в околоземном пространстве на расстоянии до 36 тыс. км от Земли, проблема передачи видеосигналов с использованием синхронных и синфазных электрических машин является относительно простой задачей, то передача изображения с планет, отстоящих от Земли на расстоянии нескольких сотен миллионов километров, чрезвычайно сложна технически. Эта проблема, в частности, требует точных приборов измерения времени и радиотехнических средств для синхронизации импульсов, обеспечивающих синхронное и синфазное движение электродвигателей при возможных электромагнитных помехах в. радиотракте на дальних расстояниях.

Посадочный блок межпланетной станции «Викинг» конструктивно выполнен (рис. 18) в виде шестигранной платформы, на которой размещены основные системы и устройства. Система энергопитания состоит из двух радиоизотопных термоэлектрогенераторов 1, осуществляющих прямое преобразование тепловой энергии в электрическую с помощью полупроводниковых элементов, охлаждаемых специальным образом. В систему входят также аккумуляторные батареи, подключаемые в момент потребления максимальной мощности. Грунтозаборное устройство 2 посадочной станции предназначено для сбора образцов грунта с участков поверхности площадью в несколько десятков квадратных метров, а также для выполнения исследований и анализа микро- и макроструктуры грунта, в том числе биологического. Устройство смонтировано на телескопической штанге, с помощью которой оно может выдвигаться на несколько метров и поворачиваться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

Рис. 18. Общий вид посадочного блока «Викинга»

Для поступательных и угловых перемещений устройства попользуются электрические двигатели постоянного тока: два — для поворотов, один — для поступательных перемещений телескопической штанги, еще один — для вращения грунтозаборного устройства.

В грунтозаборном устройстве применяются машины постоянного тока с щетками и коллекторами. Эти узлы герметизированы, чтобы щеточная пыль не попадала в отобранные для исследований порции грунта. Однако в рассматриваемом случае применение бесколлекторных и бесщеточных электродвигателей постоянного тока, по мнению автора, представляется более целесообразным.

Система автоматического управления грунтозаборного устройства обеспечивает подачу грунта в соответствующую камеру. На шестигранной платформе посадочного блока расположены также телевизионные камеры 3, радиотрансляционная антенна 4, остронаправленная антенна с электроприводом 5 и штанга 6 с метеорологическими приборами для исследований явлений в области метеорологии и сейсмологии.

Космические астрономические обсерватории. В предыдущих разделах мы рассмотрели электромеханические системы и отдельные устройства, которые с успехом применяются в современной космической технике. Однако уже сейчас возникают новые направления электромеханики в космосе, требующие разрешения трудных, но принципиально важных проблем.

За последние годы все чаще и чаще в программу искусственных спутников Земли, пилотируемых кораблей, орбитальных станций стали входить астрофизические и астрономические исследования.

Как известно, влияние земной атмосферы сильно сказывается на наблюдениях, проводимых наземными оптическими телескопами, и ограничивает их разрешающую способность. Поэтому вывод оптических телескопов достаточно большого диаметра за пределы атмосферы, на орбиту вокруг Земли сейчас разрабатывается специалистами различных стран.

Многочисленные исследования по внеатмосферной астрономии и физике околоземного пространства были проведены на «Протоне», «Союзе», «Салюте». На космическом корабле «Союз-13», например, с целью получения ультрафиолетовых спектрограмм звезд была установлена бортовая обсерватория «Орион-2».