무인 우주선

무인우주선은 세계적으로 개발·발사된 다양한 종류의 인공지구위성, 우주탐사선, 화물선을 말합니다. 용도는 우주운항으로 우주탐사, 개발, 천체이용 등 특정한 임무를 수행하며, 무인비행체는 특수한 용도로 지구로 귀환하는 경우를 제외하고는 일반적으로 회수하지 않습니다. 이들은 특정한 우주 임무를 수행한 후, 하나는 지구 대기권에 떨어져 불타버리는가 하면, 하나는 우주를 돌아다니며 우주 정크를 형성합니다.

 

무인 우주선은 우주 운항에 이용되며 우주와 천체를 탐사·개발·이용하는 등 특정 임무를 수행합니다. 그것은 인류의 활동범위를 지구 대기권으로부터 광활하고 끝없는 우주공간으로 확대시켰으며, 인류의 자연 인식과 자연 개조 능력의 비약을 야기하여 사회 경제와 사회 생활에 중대한 영향을 끼쳤습니다.

우주선은 지구 대기권 밖에서 운행하며, 대기권의 장벽에서 벗어나 우주 천체로부터의 모든 전자기 복사 정보를 받아 전파대 천문관측을 개척했습니다. 우주선은 가까운 공간으로부터 행성간 공간까지 비행하며, 공간 환경에 대한 직접 탐사와 달과 태양계의 큰 행성에 대한 근접 관측과 직접 샘플링 관측을 실현했습니다. 지구를 도는 우주선은 수백천 미터에서 수만 천 미터까지의 거리에서 지구를 관측하는 것이 신속했습니다. 지구의 대기, 해양, 육지에 관한 각종 전자기 복사 정보를 대량으로 수집하여 기상 관측, 군사 정찰, 자원 조사 등에 직접 서비스합니다. 별은 우주 무선 중계소입니다. 전세계 위성통신과 방송을 구현했습니다. 공간기준점으로 글로벌 진행이 가능합니다위성항법 및 대지측량 공간을 이용합니다. 고진공, 강복사, 무중력 등 특수입니다. 특별한 환경이라, 항행할 수 있습니다. 천기에서는 여러 가지 중요한 과학실험 연구가 진행됩니다.

무인 우주선은 인공 지구 위성, 우주 탐사선, 화물선으로 나눌 수 있습니다. 인공 지구 위성은 과학 위성, 응용 위성, 기술 실험 위성으로 나눌 수 있고, 우주 탐사선은 달 탐사선, 위성, 행성간 탐사선으로 나눌 수 있습니다.

무인 우주선 구조
우주 공간에서 우주선이 운동하는 것은 천체 중력장의 역할 때문입니다. 그 속도는 발사체에 의해 제공됩니다. 임무에 따라 다른 궤도를 선택하고 설계할 수 있습니다. 대다수의 우주선은 비행 동력 장치를 가지고 있지 않습니다. 그것은 일반적으로 전용 시스템(유효 하중, 용도에 따라 다른 전용 캡슐을 장착하고 있음)과 보장 시스템(구조 시스템, 전원 시스템, 자세 제어 시스템, 무선 관측 제어 시스템, 생명 보장 계통을 포함한다.통, 비상구명시스템, 귀환착륙시스템 등)으로 구성합니다.

전용 시스템
용도별 우주선의 주된 차이점은 전용 시스템이 다르게 장착돼 있다는 점입니다. 전용 시스템의 종류는 매우 다양합니다. 우주선이 수행하는 임무에 따라 다릅니다. 천문위성의 천문망원경과 분광기, 입자탐지기, 정찰위성의 가시광선카메라, TV카메라 또는 무선정찰수신기, 통신위성의 중계기와 통신안테나, 항법위성의 이중주파송신기, 고정밀 발진기, 원자시계 등이 그것입니다. 단일용도 우주선 장착입니다. 다용도 우주선에는 몇 가지 종류의 전용 시스템이 있습니다.

보장 시스템

각종 종류의 우주선의 보장 시스템은 종종 같거나 유사합니다. 일반적으로 다음과 같은 시스템들을 포함합니다.

 

구조시스템: 우주선상의 각종 계기설비를 지지하고 고정하기 위해 지상운송, 우주발사체 발사, 공간운행시 각종 역학 및 공간환경에 견딜 수 있도록 일체형으로 구성합니다. 구조 형태는 주로 전체 구조, 밀폐된 선실 구조, 공용 선실 구조, 적재된 선실 구조, 전개 구조 등이 있습니다. 우주선의 구조는 대부분 알루미늄·마그네슘·티타늄 등 경합금과 섬유강화 복합소재를 채택하고 있습니다.

열 제어 시스템: 온도 제어 시스템이라고도 하며, 각종 계기 설비가 복잡한 환경에서 허용 가능한 온도 범위 내에 있는 것을 보장하기 위해 사용됩니다. 우주선 열 제어를 위한 조치는 주로 표면처리(연마, 도금 또는 도료 분사), 단열재를 여러 겹 피복하고 열제어 블라인드, 히트파이프, 전기히터 등을 사용합니다.

전원 시스템: 우주선의 모든 계기 설비에 필요한 전기에너지를 공급하는데 사용됩니다. 인공 지구 위성은 대부분 축전지 전원과 태양 전지 전원 시스템을 채용하고, 공간 탐사선은 태양 전지 전원 시스템 또는 공간 원자력 발전원을 채용하고, 유인 우주선은 대부분 수소 연료 전지 또는 태양 전지 전원 시스템을 채용합니다.

자세제어시스템: 우주선의 운행자세를 유지하거나 변경하는 데 사용됩니다. 정찰위성의 가시광선 카메라 렌즈를 지상에 맞추고, 통신위성의 안테나가 지구상 한 지역을 가리키는 등 자세 제어가 필요합니다. 흔히 사용되는 자세제어 방식으로는 3축 자세제어, 스핀안정, 중력 구배안정, 자력 모멘트 제어 등이 있습니다.

궤도 제어 시스템: 우주선의 운행 궤도를 유지하거나 변경하는 데 사용됩니다. 우주선 궤도 제어는 궤도 기동 엔진으로 동력을 공급하며, 프로그램 제어 장치 또는 지상 우주 제어소에 의해 원격 제어됩니다. 궤도 제어는 종종 자세 제어에 협력합니다. 이들은 우주선 제어 시스템을 구성합니다.

무선측정제어시스템: 무선추적, 원격측정, 원격조종 3개 부분을 포함합니다. 추적 부분에는 비콘과 응답기가 주로 있습니다. 지상 관제소에서 우주선을 추적하고 궤도를 측정할 수 있도록 계속 신호를 보냈습니다. 원격 측정부는 주로 센서, 변조기 및 발사기로 이루어지며, 우주선을 지상으로 보내기 위해 사용되는 각종 계기 설비의 공정 파라미터(작업전압, 온도 등)와 기타 파라미터(탐지기에서 측정한 환경수)를 측정합니다. 센서에서 측정한 우주선 자세 데이터 등입니다.원격 제어부는 일반적으로 수신기와 복호화기로 구성되어 있으며, 지상 관제소에서 보내오는 원격 제어를 수신하는 데 사용됩니다. 

리턴 랜딩 시스템: 귀환형 우주선을 안전하고 정확하게 지상으로 귀환시키기 위해 사용됩니다. 일반적으로 제동로켓, 낙하산, 착륙장치, 표위장치, 제어장치 등으로 구성됩니다. 달이나 다른 행성에 착륙하는 우주선은 착륙 시스템을 갖추고 있는데, 귀환형 우주선 착륙 시스템과 유사한 역할을 합니다.

생명보장시스템: 유인우주선 생명보장시스템은 우주인의 일상생활 유지에 필요한 설비와 조건으로 일반적으로 온·습도 조절, 산소 공급, 공기 정화 및 성분 검사, 폐기물 배출 및 봉인, 식품 보관 및 제작, 물의 재생 등의 설비를 포함합니다.

비상 구명 시스템: 우주 비행사가 어떤 비행 단계에서 사고가 발생했을 때, 우주 비행사가 안전하게 지상으로 귀환할 수 있도록 보장합니다. 일반적으로 구명탑, 사출시트, 분리 콕핏 등의 구명장비를 포함합니다. 모두 독립적인 제어, 생명 보장, 방열, 귀환 착륙 등의 시스템을 갖추고 있습니다.

컴퓨터 시스템: 각종 프로그램을 저장하고 정보처리 및 우주선 각 시스템의 작업을 조화롭게 관리하는 데 사용합니다. 예를 들어, 지상 원격 제어 명령어 저장, 복호화 및 할당, 원격 측정 데이터 전처리 및 데이터 압축, 우주선 자세 및 궤도 측정 파라미터 좌표 변환, 궤도 파라미터 계산, 디지털 필터링 등이 있습니다. 우주선 컴퓨터에는 단발기와 이중기, 다중기 시스템이 있습니다.

실행 원리

천기는 천체의 중력장 작용에 의해 기본적으로 천체역학적 법칙에 따라 공간에서 운동합니다. 지구 둘레를 도는 것과 지구에서 날아 성간 공간을 달리는 것 등 크게 두 가지가 운동 방식입니다. 지구 둘레를 도는 궤도는 지구를 초점 중 하나로 하는 타원궤도 또는 마음을 원심으로 하는 원궤도입니다. 행성 간 공간 항행 궤도는 대부분 태양에 초점을 맞춘 타원 궤도의 일부입니다. 우주선은 지구의 중력을 극복하고 우주에서 운행하므로, 반드시 획득해야 합니다. 충분히 큰 초기 속도를 내야 합니다. 인공지구위성, 위성식 유인우주선, 우주정거장 등 지구 둘레를 운행하는 우주선들은 예정된 고도의 원궤도에 있어야 합니다. 도로 운행은 반드시 해야 합니다. 이 높이까지 서라운드 속도, 속력을 내십시오. 도 방향은 현지 수평면과 평행합니다. 지구 표면에서의 서라운드 속도입니다. 도수는 7.9km/초, 1등이라고 합니다. 고도가 높을수록 필요한 고리는감는 속도가 작을수록 더 빠릅니다. 속도가 크든 작든서라운드 속도보다 작거나, 속도 방향이 현지 수평면과 평행하지 않습니다. 우주선의 궤도는 일반적으로 하나의 타원이 됩니다. 마음은 타원의 초점 중 하나입니다. 속도가 너무 작거나 속도 방향 편차가 심하면 타원궤도의 근지점이 많이 낮아질 수 있고 조밀한 대기권까지 들어가 공간 비행을 할 수 없습니다. 우주선은 공간의 어느 정해진 지점에 있습니다. 지구를 벗어나 행성 간 항행에 반드시 도달해야 하는 최소 속도를 이탈속도 또는 도주속도라고 합니다. 예정점 높이에 따라 이탈속도가 다릅니다.지구 표면에서의 이탈 속도를 제2우주속도라고 합니다. 지구 표면에서 태양계를 날아오는 우주선을 발사하는 데 필요한 속도를 제3우주속도라고 합니다. 항성간 항해를 위해서는 더 큰 속도가 필요합니다.

운동 방식
우주선은 대부분 비행동력장치를 휴대하지 않고 매우 고진공의 우주공간을 관성에 의해 자유롭게 비행합니다. 우주선의 운동 속도는 8에서 10킬로미터 매초입니다. 이 속도는 우주 비행기에서 제공합니다.우주선의 궤도는 우주 임무에 따라 미리 선택하고 설계한 것입니다. 어떤 우주선은 궤도를 바꾸거나 궤도를 유지하기 위해 동력 장치를 가지고 있습니다.

안전한 작동
우주비행기는 우주발사체에서 발사되어 우주공간으로 보내져 장기간 고진공, 강한 복사, 무중력 환경에 처해있습니다. 어떤 것은 지구로 돌아가거나 다른 천체에 착륙해야 하는 여러 가지 복잡한 환경을 겪기도 합니다. 우주선 작업 환경은 항공기 환경보다 훨씬 열악하고 로켓이나 미사일 작업 환경도 복잡합니다. 우주선을 발사하려면 자신보다 몇 십 배에서 백 배 이상 무거운 우주선이 필요하며, 우주선이 궤도에 진입한 후에는 몇 개월, 몇 년, 심지어 십여 년 동안 정상적으로 작업해야 합니다. 따라서 무게가 가볍고 부피가 작으며, 고신뢰성, 긴 수명 및 복잡한 환경 조건을 견딜 수 있는 능력은 우주선 재료, 소자 및 설비의 기본 요구사항입니다. 우주선 설계의 기초입니다. 유인 우주 비행에 대하여기기, 신뢰성 요구 사항이 더 뛰어납니다.

제어 기술
절대 다수의 우주선은 무인 비행체이며, 각 시스템의 작업은 지상의 원격 제어나 자동 제어에 의존해야 합니다. 우주인은 유인 우주선의 각 시스템에 대한 감시와 통제에 참여할 수 있지만, 여전히 지상의 지휘와 통제에 의존해야 합니다. 우주선 제어는 주로 지상과 우주선에 있는 무선 제어 시스템의 협력에 의해 이루어집니다. 우주선 작업의 계획, 감시 및 제어는 일반적으로 우주 측정과 데이터 수집망 또는 사용자 스테이션(망)의 중심이며 승무원이 실시합니다. 우주선 컴퓨터 시스템의 기능이 증강됨에 따라 우주선 자동 제어 능력이 끊임없이 향상되고 있습니다.

시스템 기술
우주선의 전원은 수명이 길고 에너지보다 클 뿐만 아니라 몇 십 와트에서 몇 킬로와트까지 출력이 커야 합니다. 사용하는 태양 전지 전력 공급 시스템, 연료전지, 원자력 발전소 시스템 모두 비교적 복잡하고 반도체, 원자력 에너지 등의 기술을 다루고 있습니다. 우주선 궤도 제어와 자세 제어 시스템은 특유의 센서와 추력기, 제어 실행 기구, 디지털 계산 장치 등을 많이 채용했을 뿐만 아니라 현대 제어론의 새로운 방법을 적용했습니다. 다변수의 피드백 제어 시스템으로 형성됩니다. 우주선 구조, 열 제어, 무선 관측 제어, 귀환 착륙, 생명 보장 등의 시스템 및 다양한 전용 시스템입니다. 특수한 걸 많이 적용했어요재료, 소자 및 설비가 관련되어 있습니다. 수많은 과학기술 분야입니다. 우주선의 정상적인 작업은 절대적인 것이 아니다. 우주선 상의 각 시스템의 조화로운 배합으로 정합니다. 게다가 우주 시스템 전체와 각 부분입니다. 조화로운 배합은 밀접한 관계가 있습니다. 우주선 및 더 복잡한 우주 시스템의 연구와 관리는 모두 반드시 시스템 공학의 이론과 방법에 의지해야 합니다.

전망
우주왕복선 및 기타 새로운 우주 운송 시스템의 사용, 공간 조립 및 정비 기술의 성숙에 따라 인류는, 직경 수천 미터의 대형 광학 시스템, 몇 천 미터에 달하는 거대한 안테나 진, 영구 우주 정거장 등 다양한 대형 우주 시스템을 만들 것입니다. 미래 우주선의 발전과 응용은 크게 세 가지 분야에 집중되어 있습니다. 공간으로부터 정보를 얻고 정보를 전달하는 능력을 더욱 높이고 응용 범위를 확대하며, 시험의 공중에 속도를 높입니다. 환경조건에서 신소재와 신제품을 생산하며, 공간에서의 태양방사능 이용과 새로운 에너지 공급을 모색합니다. 공간으로부터 정보, 재료, 에너지를 얻는 것은 항공입니다. 천기 발전의 장기적 안목입니다.