Технологии живучести КА

[PIN]

[USER=27603]Рысьь пишет:
А значит должны быть гибкие формулы расчёта энергобаланса, которые должны
подсчитывать джоули и ватты, и сигналить, если чего-то не хватает.

[/USER] пишет:
А значит должны быть гибкие формулы расчёта энергобаланса, которые должны
подсчитывать джоули и ватты, и сигналить, если чего-то не хватает.
[/USER]

Не должны - достаточно мониторить Солнце на СБ тогда, когда оно там должно быть. И устанавливать пороги для различных автономных действий борта для нескольких уровнях напряжения шины. Обычно используется 2 или 3 уровня. Те, которые самые низкие (или один самый низкий) обнаруживаются аппаратно, для них ПО БЦВК вообще не требуется, так как к этому моменту он все равно уже должен быть выключен бортом.

[PIN]

Рысьь пишет:
Полагаю, подобное должнно быть и в БЦВМ, но с добавкой космической специфики:
быстрый, экономный и особонадёжный режимы (возможно, ещё и некий
средний-универсальный). Сколько таких режимов есть у известных вам БЦВМ, и
насколько сильно они отличаются по параметрам? Есть ли алгоритм или железо для
перевода БЦВМ в экономный режим при разряде батерей, потере Солнца или прочих
опасностях?

1. Никогда не видел таких "режимов" и вообще непонятно, зачем они - БЦВК потребляет 10-20% энергии потребляемой платформой. А, если учесть ПН, то бывает и 3-5%.
2. Для снижения энергопотребления потребители последовательно выключаются. Начиная с ПН (обычно, но не всегда) и заканчивая частью БЦВК

[Ded]

SOE пишет:

Вам надо читать подробности о рад.стойкой микроэлектронике и тиристорном эффекте. Несколько месяцев назад BarsMonster написал на Хабре популярное объяснение все этих вещей

[Ded]

Рысьь пишет:

Вам надо читать подробности о рад.стойкой микроэлектронике и тиристорном эффекте. Несколько месяцев назад BarsMonster написал на Хабре популярное объяснение все этих вещей

А Вы не пробовали разобраться в вопросе?
И не только с тиристорным эффектом, а в целом.

[Рысьь]

SOE:
потребители защищаются ограничителями тока с просто отключением или с самостоятельным включением по истечении определенного интервала времени.

Т.е. через некоторое время коммутатор сам включит ранее закоротившую нагрузку? А если при этом снова будет КЗ, он так и будет её дёргать? КЗ это же ещё и проседание напряжения и помехи для всех потребителей.

Обычно используется 2 или 3 уровня. Те, которые самые низкие (или один самый низкий) обнаруживаются аппаратно

Интересно, и что аппаратно происходит при этих уровнях? Можно ли ими выжить при полной потере питания от СБ и АБ, после которой СБ начинают освещаться? (Предполагая, что борт ещё не заморожен.)

Никогда не видел таких "режимов" и вообще непонятно, зачем они - БЦВК потребляет 10-20% энергии потребляемой платформой. А, если учесть ПН, то бывает и 3-5%.

Видимо, сказывается ваш опыт с околоземной ПН    Представьте, каков энергобаланс у марсохода: ваттов с гулькин нос, но они требуются мощному ЦП для обработки программы распознавания объектов и автопилотирования по поверхности.

Зачем режимы? Быстрый это когда надо срочно вычислять в реальном времени, не ожидая Землю; экономный — когда не хватает питания (в т.ч. из-за какой-то НШС), но считать надо; защищённый — когда Солнце шалит (или накопленная доза даёт о себе знать), но всё равно считать надо.

Для снижения энергопотребления потребители последовательно выключаются

А схема выключения фиксирована для данного КА? Учитываются ли для конкретной ситуации фактические потребления приборов и степень их «важности»?

[PIN]

Рысьь пишет:
Т.е. через некоторое время коммутатор сам включит ранее закоротившую нагрузку? А
если при этом снова будет КЗ, он так и будет её дёргать? КЗ это же ещё и
проседание напряжения и помехи для всех потребителей.

Включаются повторно R-LCL только конкретные критические для безопасности КА нагрузки, вроде приемников транспондеров, таковых (нагрузок) очень мало, 2-6 на борту. Функциональность эта всегда имеет возможность быть отключенной с земли. И это не "коммутатор" а ограничитель тока, читайте внимательно. Именно поэтому "проседание напряжения" ни при чем.

[PIN]

Рысьь пишет:
А схема выключения фиксирована для данного КА? Учитываются ли для конкретной
ситуации фактические потребления приборов и степень их «важности»?

1. Программная реализация может быть, само собой, изменена. А аппаратная (срабатывающая на самом низком из имеющихся порогов) - нет.
2. Естественно, учитываются. А какие еще варианты?

[PIN]

Рысьь пишет:
Интересно, и что аппаратно происходит при этих уровнях? Можно ли ими выжить при
полной потере питания от СБ и АБ, после которой СБ начинают освещаться?
(Предполагая, что борт ещё не заморожен.)

А. Происходит обесточивание потребителей, последовательно или всех вместе, это зависит от специфики аппарата.
Б. Не только можно, но и нужно - точно так же при повышении напряжения потребители начинают включаться.

По поводу операций почти без АБ, регулярного ухода в даун и просыпания после выхода из тени читайте здесь http://www.spaceops2012.org/proceedings/documents/id1262380-paper-004.pdf

[Ded]

SOE пишет:

Рысьь   пишет:
Интересно, и что аппаратно происходит при этих уровнях? Можно ли ими выжить при
полной потере питания от СБ и АБ, после которой СБ начинают освещаться?
(Предполагая, что борт ещё не заморожен.)

А. Происходит обесточивание потребителей, последовательно или всех вместе, это зависит от специфики аппарата.
Б. Не только можно, но и нужно - точно так же при повышении напряжения потребители начинают включаться.

По поводу операций почти без АБ, регулярного ухода в даун и просыпания после выхода из тени читайте здесь  http://www.spaceops2012.org/proceedings/documents/id1262380-paper-004.pdf

Интересно, спасибо за ссылку.

[Ded]

Рысьь

Вы можете внятно спросить???

Понимаю, что-то требуется, ну и спросите прямо.

[Рысьь]

Ded:
Понимаю, что-то требуется, ну и спросите прямо

Так я и спрашиваю прямо. Вот всё в списке из первого поста и требуется    

SOE:
Включаются повторно R-LCL только конкретные критические для безопасности КА нагрузки, вроде приемников транспондеров

Да, но если КЗ в них, то повторное включение приведёт к новому КЗ. Странная логика. На Салюте-7 повторное (ручное) включение привело в сгоранию нескольких блоков.

читайте здесь http://www.spaceops2012.org/proceedings/documents/id1262380-paper-004.pdf

Интересно, спасибо.

А как восстановить направление на Землю после его потери (вне орбиты и особых точек типа Лагранжа)? Предполагается, что никаких поломок на борту нет. Ясно, что если мощности ненаправленной антенны хватает, чтобы достучаться до Земли, то можно пропинговать борт, чтобы определить расстояние, а точной наводкой и триангуляцией определить и вектор с Земли, передав на борт полученные координаты. Но что, если сигнал всенаправленной антенны слишком слаб? Как борт сам определит направление на Землю?

Есть ли у борта какая-либо защита от дурака, посылающего команды с Земли? Например, нужно ли слать подтверждение критическим командам, и может ли КА отменить исполнение принятой команды, определив высокую опасность при текущих ограничениях? (Например, у марсоходов есть датчики гравитации, препятсвующие перевёртыванию, даже если Земля очень просит.) В результате такой операторской ошибки пропал советский Фобос-1.

[PIN]

Рысьь пишет:
Да, но если КЗ в них, то повторное включение приведёт к новому КЗ.

А если КЗ на шине батареи то вообще капут аппарату быстрый, как уже однажды было. Меры по защите предпринимаются там, где они требуются и оправданы.

[Frontm]

КЗ

Релейное ограничение тока.
При превышении уставки цепь размыкается, ток не может исчезнуть мгновенно (измениться скачком"), при понижении тока цепь замыкается, ток не может достичь КЗ мгновенно....
и т.д. до бесконечности)), если не отключат шину, на которой висит прибор.
Принцип ходильника, только быстро-быстро.  

[PIN]

Рысьь пишет:
А как восстановить направление на Землю после его потери (вне орбиты и особых
точек типа Лагранжа)?

Общего ответа на этот вопрос нет. Но если аппарат уцелом работоспособен, то найти углы на Землю не является проблемой - на борту обычно есть текущие параметры траектории, ориентацию с требуемой точностью дают ЗД. В случае невозможности использования последних, Розетта, например, начинает сканирование вокруг оси на Солнце под углом, требуемым для попадание Земли в ДН MGA раз за оборот. А Бюджет на прием обычно строится так, что он возможен на антенну с широкой ДН.

[PIN]

Рысьь пишет:
Есть ли у борта какая-либо защита от дурака, посылающего команды с Земли?
Например, нужно ли слать подтверждение критическим командам, и может ли КА
отменить исполнение принятой команды, определив высокую опасность при текущих
ограничениях?

И в наземном комплексе управления и/или на борту все критическое обычно требует подтверждения или предварительного выбора. Иногда даже в 3-4 стадии, такое применяется, например, для всего пиротехнического или открытия/закрытия клапанов магистралей ДУ.
В зависимости от требований к миссии/аппарату, команды могут не приниматься бортом к исполнению по разным причинам.

[PIN]

См ESR у Розетты http://issfd.org/ISSFD_2007/9-3.pdf
И обзор Safe Mode у Vex/Mex/Rosetta
http://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/6.2008-3257

[Ded]

Рысьь пишет:

Так я и спрашиваю прямо. Вот всё в списке из первого поста и требуется

Так я про него и спрашивал!
Вы можете сформулировать вопрос? По пункту Г6 -особо детально...

[Рысьь]

SOE:
если КЗ на шине батареи то вообще капут аппарату быстрый

Это ясно, но я имел ввиду КЗ у нагрузки. Её отключают, потом включают, а КЗ никуда не делся... Тут ничего не сделаешь, но хотя бы лишние дёрганья и траты питания можно прекратить.

SOE:
ориентацию с требуемой точностью дают ЗД

А ЗД может найти свою звезду без грубой начальной ориентации? Т.е. аппарат повёрнут чёрт знает как, солнечный датчик сработал, но вокруг оси на Солнце крутим на 360°. Поймаем? А если мы вне плоскости эклиптики (и удаление точно неизвестно)?

Ставят ли ЗД на две и более звёзды, смотрящие в разные направления (в т.ч. для одновременной ориентации или на случай замтения планетой)? Или вместо этого ЗД помимо направления на звезду определяет и угол по её соседям? Может ли СД определить грубое расстояние до Солнца по световому потоку? Есть ли прочие астродатчики, кроме СД и ЗД? Например, направление на центр Галактики и выравнивание в плоскости её диска...

SOE:
ESR у Розетты http://issfd.org/ISSFD_2007/9-3.pdf
И обзор Safe Mode у Vex/Mex/Rosetta

Очень интересно, спасибо. Вы не в курсе, специалисты из НОП Лавочкина и ИСС Решетнёва такие ценные документы читают? Хорошо бы, чтобы да    

Вот такая ситуация была на АМС Марс-1: лопнул один из баков с газом. Помимо потери газа образовалась реактивная струя, заметно раскрутившая КА. Что должен делать борт для восстановления? Предполагается, что все двигатели работают, и топлива им хватит.

Ded:
Вы можете сформулировать вопрос?

Формулирую: хочу всё знать, ясно? В-) А пункт Г6 — это на всякий случай...

[PIN]

Рысьь пишет:
Ставят ли ЗД на две и более звёзды, смотрящие в разные направления

Нет такого уже более десятилетия. Современные ЗД полностью автономные, им нужно просто видеть часть неба, без Луны или Солнца вблизи и в поле зрения. На Розетте (запущена десятилетие назад) уже стоит такой.

А некоторым нынешним и Луна в поле зрения не мешает через несколько минут после включения уже выдавать ориентацию с высокой точностью.

[PIN]

Рысьь пишет:
Помимо потери газа образовалась реактивная струя, заметно раскрутившая КА. Что должен делать борт для восстановления?

Понятия не имею. Можно только предположить, что поддерживать ориентацию для обеспечения положительного баланса в электросистеме и возможности работы связи хотя бы на прием.