Лазерная локационная система и ответные оптические устройства для управления сближением и стыковкой космических аппаратов

• Автор: Старовойтов, Евгений Игоревич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Королев
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ
1Л. Особенности этапов сближения и стыковки космических аппаратов
1.2. Преимущества использования лазерных локационных систем
1.3. Обзор бортовых лазерных локационных систем летательных и космических аппаратов
1.4. Ответные оптические устройства и сравнительные характеристики лазерных локационных систем
1.5. Обоснование лазерной безопасности
Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ОТВЕТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
2.1. Метод энергетического расчета лазерных локационных систем
2.2. Анализ влияния геометрического фактора при применении уголковых отражателей
2.3. Анализ способов применения лазерных маяков
2.4. Разработка и экспериментальная проверка в условиях космического полета способа контроля работоспособности лазерных маяков с дистанционным контролем излучения
Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ПАССИВНОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
3.1. Поиск пассивного космического аппарата лазерной локационной системой
3.2. Способы обнаружения пассивного космического аппарата при сближении с ним активного космического аппарата
3.3. Сканирующие лазерные маяки для обнаружения пассивного космического аппарата в широком телесном угле
3.4. Устройство контроля ориентации пассивного космического аппарата...79 Выводы

ГЛАВА 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ЛАЗЕРНЫХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ СВЕТОТЕХНИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА
4.1. Энергетическая оценка лазерной подсветки с учетом требований дальности обнаружения, точности наведения и безопасности
4.2. Анализ светотехнической обстановки в космическом полете.
4.3. Обнаружение оптических ответных устройств в условиях помех
Выводы
ГЛАВА 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ БОРТОВЫХ ЛАЗЕРНЫХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ОТВЕТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СБЛИЖЕНИЕМ И СТЫКОВКОЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
5.1. Оптимизация параметров лазерных локационных систем и лазерных маяков по комплексному критерию методом последовательного квадратичного программирования
5.2. Парето-оптимизация параметров лазерных локационных систем и ответных оптических устройств
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АСН - Аппаратура спутниковой навигации
АЧТ - Абсолютно черное тело
ВВС - Бортовая вычислительная сеть
БИТС - Бортовая информационно-телеметрическая система
БЦВМ - Бортовая цифровая вычислительная машина
ВЛ - Волоконный лазер
ДПИ - Допустимые пределы излучения
КА - Космический аппарат
КРЛ - Командная радиолиния
КС - Комплексный стенд
ЛА - Летательный аппарат
лд - Лазерный диод
ллс - Лазерная локационная система
ЛФД - Лавинный фотодиод
МКС - Международная космическая станция
НИИ - Наземный измерительный пункт
ОЭС - Оптико-электронная система
ппн - Полупроводниковая накачка лазерными диодами
РУ - Реперные устройства
ТТЛ - Твердотельный лазер
УО - Уголковый отражатель
ФД - Фотодиод
ФИПС - Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный институт промышленной собственности»
ФПУ - Фотоприемное устройство
ЦУП - Центр управления полетами
35 Глава
1.5. Обоснование лазерной безопасности
Лазерное излучение при случайном попадании в органы зрения может нанести вред, в зависимости от мощности, длины волны, длительности облучения.
Наиболее чувствительна к повреждению лазерным излучением сетчатка. Из-за фокусирующего действия хрусталика проходящее через зрачок излучение собирается на очень малой площади на сетчатке, при этом плотность мощности излучения возрастает на много порядков, что может вызвать хориоретинальные ожоги (повреждения сетчатки и сосудистой оболочки глаза). Особую опасность для зрения представляют мощные зондирующие импульсы ЛЛС.
При оценке безопасности лазерного излучения необходимо учитывать спектральные характеристики глаза. На рис. 1.7 представлена спектральная зависимость для прозрачности глазных сред от длины волны лазерного излучения, а на рис. 1.8 спектральная зависимость для поглощения тканей глазного дна с учетом пропускания глазных сред по данным [64].
Длина волны,нм
Рис. 1.7. Спектральное пропускание глазных сред Лазерное излучение с длиной волны менее 1,4 мкм представляет наибольшую опасность; оно свободно проходит через оптические среды