Анализ связи отказов в работе бортовой аппаратуры однотипных спутников серии "Космос" с гелиогеофизической активностью

• Автор: Чиженков, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ КОСМИЧЕСКОЙ СРЕДЫ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1. Гелиогеофизические факторы, воздействующие
на функционирование космических систем
1.2. Физические механизмы воздействия космической
среды на работу космических аппаратов в околоземном
космическом пространстве
1.3. Задача анализа связи неисправностей в работе аппаратуры КА
с космической погодой, решаемая в диссертации
Выводы
ГЛАВА 2. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ РАССМАТРИВАЕМЫХ МАССИВОВ ОТКАЗОВ В РАБОТЕ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ СПУТНИКОВ
2.1. Информация об исследуемых массивах отказов в работе
бортовой аппаратуры спутников
2.2. Классификация данных об отказах в работе аппаратуры
исследуемых спутников
2.3. Статистические данные, свидетельствующие о связи отказов
в работе КА с параметрами космической погоды
Выводы
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ ИССЛЕДУЕМЫХ СПУТНИКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕЛИОГЕОФИЗИ-ЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ
3.1. Характеристика гелиогеофизической обстановки за исследуемый
интервал времени работы однотипных КА серии "Космос"

3.2. Определение средней наработки до отказа исследуемых КА
и анализ ее связи с уровнем солнечной активности
3.3. Расчет потока отказов исследуемых КА и анализ
его связи с параметрами солнечной активности
3.4. Возможная временная задержка между магнитосферной возмущенностью и отказами в работе аппаратуры КА
3.5. Анализ связи потока отказов с геомагнитной активностью
Выводы
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТУРОЙ СПУТНИКОВ С УЧЕТОМ НАЛИЧИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЕЕ РАБОТУ ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
4.1. Организационные пассивные методы снижения негативного воздействия электризации на аппаратуру КА
(общие и частные рекомендации)
4.2. Организационный активный способ снижения
уровня электростатического заряда
4.3. Экспертная система анализа функционирования бортовой аппаратуры и поддержки принятия решений в условиях воздействия гелиогеофизических факторов на бортовые
системы при управлении спутниками
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Диссертация посвящена исследованию связи отказов в работе космических аппаратов (КА) с гелиогеофизическими возмущениями и на этой основе — разработке методов снижения негативного воздействия тшогеофизических возмущений на бортовую аппаратуру КА при функционировании последних в магнитосфере Земли.
Актуальность проблемы.
Космические аппараты являются самым современным и очень дорогостоящим инструментом, используемым мировым сообществом для решения научных и прикладных проблем, связанных с освоением околоземной среды. В реализацию космических программ передовые государства мира вкладывают огромные средства, так как новые знания о физических процессах в верхней атмосфере Земли и ее магнитосфере и новые технологии, способствующие получению этих знаний, позволяют развивать быстродействующие информационные системы, системы контроля состояния околоземного пространства, навигационные системы, системы поиска полезных ископаемых, оборонные и разведывательные системы и т. д.
Гелиогеофизическая возмущенность может оказывать воздейсвие на работу космических аппаратов, выводя из строя солнечные батареи и электронные устройства вследствие повышенного уровня солнечной радиации и энергичных частиц. Взаимодействие КА с плазмой магнитосферы может приводить к образованию зарядов на поверхности и в объемных пространствах элементов КА. Разряды образованных зарядов приводят к сбоям в цепях управления бортовых систем КА. Изменения плотности околоземной среды вдоль траектории полета КА способно непредсказуемым образом изменить параметры орбиты КА, что может привести к срыву программы полета. До настоящего времени в нашей стране многими руководителями разработок космической техники считалось, что повышение надежности функционирования КА и увеличение сроков их работоспособного состояния может происходить только путем использования более надежных элементов и материалов или созданием резерва и автоматизированных систем поиска и устранения неисправностей. Чтобы изменить это широко распространенное мнение, необходимо показать, что существующее гелиогеофизическое влияние на КА приводит к тому, что значительные финансовые затраты оказываются напрасными: непредвиденное взаимодействие КА с возмущенной магнитосферной плазмой и электромагнитными полями, возникающими в ней, создает сбои в работе бортовой аппаратуры, вызывает отказы отдельных элементов и целых блоков. Это приводит к выходу из строя отдельных и нескольких систем на КА и, соответственно, к срыву всей программы полета.

1птагеа1 Международная орг. Связь Страны- члены орг-ции Геоста- ционар- ная 27.01.82.- 31.03.89 5
Ме1еояа1 Европейское аге-Нство Метео- рология Страны- члены агенства Геоста- ционар- ная 04.05.77- 31.03.89 3
ЫАТО-З Органи- зация НАТО Связь Страны- члены орг-ции Геоста- ционар- ная 22.12.86- 03.09.87 4
бВБ США Связь Прави- тельств. орг-ции Геоста- ционар- ная 05.01.81- 01.05.88 4
ЗсугкД Велико- Брита- Ния Связь Прави- тельств. орг-ции Геоста- ционар- ная 14.01.75- 26.11.76 1
ТОКББ США Связь Центры упр-ния полетом Геоста- ционар- ная 05.04.83- 28.01.88 1
ОРБ США Гедезич. Привязка Объектов Г еодезич службы США Кругов. й=17600, 1=63 гр. 06.10.84- 18.08.87 17
Мауя1аг США Навигац. Обеспеч. Объектов Подвижн средсва ВС США Кругов. 1-1=20000, 1=63 гр. 04.04.84- 05.04.84 1
БсаНш США Исследо-ват. КА ВС США Исслед. орг-ции ВС США Эллипт., апогей 40000 км 28.03.79- 07.03.88 1
ИМБР США Метео- рология Метеослужбы ВС США Крутов. Ь=830км, 1=98 гр. 11.01.83-17.02.87 3
Ж)АА США Метео- рология Метео- службы США Кругов. Ь=830км, 1=98гр. 10.03.89- 13.04.89 3
Тноэ США Метео- рология Метео- службы США Крутов. 1г-830км, 1=98гр. 12.03.85- 29.04.87 2
Общее количество исследованных зарубежных типов КА
Общее количество исследованных зарубежных КА
Общее количество исследованных отказов зарубежных КА 3
В том числе: - на геостационарных орбитах - на эллиптических орбитах - на круговых орбитах с высотой около 20000 км - на круговых орбитах с высотой около 900 км 2460 316 566
В таблице 2.2 представлена информация о российских спутниках, которая включает в себя номер спутника; время начала и конца его работы и число зафиксированных отказов в