衛星有哪些部分組成?

無論預期的應用是什麼,不管是通信衛星、氣象預報衛星甚至遙感衛星,一顆典型的衛星由不同的子系統構成,包括以下內容:

  • ① 機械結構;
  • ②推進子系統;
  • ③熱控制子系統;
  • ④ 電源子系統;
  • ⑤遙測、跟蹤和指令(TT&C)子系統;
  • ⑥姿態和軌道控制子系統;
  • ⑦有效載荷子系統;
  • ⑧天線子系統。

(1)機械結構子系統提供了框架,用於安裝衛星的其他子系統,以及衛星和運載火箭之間的接口。

(2)推進子系統用於提供推力來改變必要的運行速度,這是在衛星的整個壽命週期內執行全部機動操作所需要的。對於地球靜止軌道衛星,這包括將衛星從轉移軌道移動到同步軌道時所需要的主要機動,以及在衛星的整個生命週期內所需的微小機動(比如衛星姿態維持所需的機動)。

(3)熱控制子系統是必不可少的,可以維持衛星平台上星載的各種類型設備處於工作溫度範圍內。它還確保了整個衛星結構理想的溫度分布,這對於保持空間大小尺寸穩定性和維持溫度均衡是必不可少的。

(4)電源子系統的主要功能是收集太陽能,利用太陽能電池陣列將其轉化為電能,並將電能分配給衛星的其他部件和子系統。此外,衛星也有電池,它在日食期間和其他緊急情況下提供備用電力,但在衛星的發射階段,太陽能電池陣列尚未起作用。

(5)遙測、跟蹤和指令(TT&C)子系統負責監視和控制衛星從升空階段到結束其在太空中的使用壽命。跟蹤子系統部分確定航天器的位置,並使用角度、距離和速度資訊,跟蹤其行程。遙測部分收集關於衛星各子系統的健康資訊,對這些資訊進行編碼,然後發送資訊。指令子系統接收並執行遠程控制命令,來完成平台參數的改變(配置、位置和速度)。

(6)姿態和軌道控制子系統執行兩個主要功能。一個功能是控制軌道路徑,用以確保該衛星保持在正確的空間位置,以提供預期的服務;另一個功能是提供姿態控制,這是必不可少的,以防止衛星在太空中翻滾,並確保天線始終指向地球表面上的一個固定點。

(7)有效載荷子系統是衛星的一部分,它攜帶所需的儀器,用於執行其預期的功能,因此是任何衛星最重要的子系統。在任何衛星上的有效載荷的性質取決於其使命。對於通信衛星,基本有效載荷是轉發器,它作為接收機、放大器和發射機而發揮作用。對於氣象預報衛星,輻射計是最重要的有效載荷。遙感衛星上的有效載荷主要有高分辨率相機、多光譜掃描儀和專題製圖儀。科學衛星有多種取決於任務的有效載荷,包括望遠鏡、光譜儀、等離子體探測器、磁強計、光譜儀等。

(8)天線用於接收來自地面站的信號,並向牠們發射信號。衛星上有多種天線可供使用,最終的選擇取決於工作頻率和所需增益。在衛星上使用的典型天線類型包括喇叭天線、中心饋電和偏置饋電拋物面反射器天線和透鏡天線。