Domanda:
Perché gli ultimi satelliti Landsat hanno il pannello solare su un solo lato?
karthikeyan
2019-02-11 16:43:30 UTC
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È normale che i satelliti abbiano pannelli solari su entrambi i lati del corpo.

Ma i satelliti Landsat, da Landsat 4, sembrano avere il pannello solare su un solo lato. Ci sono vantaggi specifici nell'avere una tale configurazione?

Landsat satellite series from wikipedia

Sicuramente una domanda diversa, ma tema simile ;-) [Perché i pannelli solari sulle sette configurazioni Sentinel sembrano così completamente diversi l'uno dall'altro?] (Https://space.stackexchange.com/q/22361/12102)
vedere anche i bus BCP300, BCP600, LM400 e LM1000 e JPSS
Due risposte:
Dragongeek
2019-02-11 17:32:24 UTC
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La tecnologia dei pannelli solari sembra aver raggiunto i requisiti di alimentazione del satellite. Poiché il prezzo dei componenti non è in realtà un oggetto quando si costruisce un sistema come questo, è possibile utilizzare pannelli super costosi con valutazioni di efficienza fino al 40%.

Il trucco per progettare qualcosa correttamente è usare la giusta quantità di materiali, come recita la vecchia massima "Qualsiasi idiota può costruire un ponte che sta in piedi, ma ci vuole un ingegnere per costruire un ponte che a malapena sta in piedi" . Se gli ingegneri soddisfacevano i requisiti di alimentazione per il satellite con un solo set di pannelli solari, perché includere l'altro? È possibile prevedere i requisiti di alimentazione in modo molto preciso e ogni grammo risparmiato dagli ingegneri può essere utilizzato su qualcos'altro che è più critico per la missione, come un sistema di immagini migliore.

Quanto al perché costruirlo in modo asimmetrico? Fondamentalmente non ci sono vantaggi nel costruirlo in modo simmetrico. Il moderno software di controllo può facilmente compensare lo spostamento del centro di massa e si risparmia anche sui motori e sui sistemi di apertura in massa.

Tuttavia la risposta è in attesa di un solido argomento per una build asimmetrica.
Non c'è motivo per cui un satellite sia simmetrico. I design simmetrici sono spesso usati per l'estetica, l'aerodinamica o l'equilibrio, nessuno dei quali deve avere un satellite. Nel caso del satellite, la forma segue la funzione, quindi progettano la funzionalità e questo causa la forma, non iniziano con una "forma satellite" e poi riempiono i componenti. In questo caso, la costruzione simmetrica dei pannelli solari avrebbe solo aumentato il peso poiché sono necessari più motori per aprire i pannelli.
Avevo previsto una qualche forma di efficienza di confezionamento del carico utile dato che il satellite in discussione è un satellite per l'osservazione della terra, ma anche il tuo argomento per più motori è buono. Non mi ha colpito né mi sono imbattuto. Grazie.
@Dragongeek non c'è un'asimmetria nella pressione della radiazione solare che causa una coppia sbilanciata? o si integra solo su un'orbita?
Phil H
2019-03-04 18:35:01 UTC
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Il Landsat 4 (e il suo gemello, il 5) era un satellite LEO e doveva essere mobile: aveva circa 500 kg di carburante a bordo per le manovre orbitali e la manutenzione.

Quel carburante è necessario per una serie di motivi:

  1. Una resistenza calcolabile dall'atmosfera in LEO, poiché la sua densità diminuisce in modo esponenziale all'aumentare dell'altitudine (sebbene bassa a 700 km).
  2. Pressione solare
  3. Perturbazione orbitale dal campo gravitazionale non uniforme
  4. La necessità di correggere sia orbita iniziale e disattivare il satellite in un'orbita di smaltimento.
  5. Obiettivi della missione previsti per osservare una particolare area o osservarla prima richiedendo un percorso orbitale diverso

Tutto questo aggiunge fino in questo caso ad una notevole capacità di eseguire manovre e correzioni orbitali, e tra tutte la pressione solare dovuta all'asimmetria nei suoi pannelli è probabilmente la componente più piccola. Si noti che in un'orbita sincrona con il sole e con gli strumenti necessariamente puntati sempre verso la Terra, l'array solare ruoterebbe tutto intorno al satellite su ogni orbita di 99 minuti, calcolando la media dell'asimmetria nella pressione solare.

I vantaggi di avere un solo pannello solare includono:

  1. Metà della quantità di apparato dispiegabile, come spiega la risposta di Dragongeek
  2. Lascia un lato l'imbarcazione priva di pannelli: la propulsione su Landsats 4&5 si trova lontano dal pannello solare, così come i sensori.
  3. Mantiene più pannelli caldi più lontani dal corpo dell'imbarcazione, in modo che possano essere isolato più facilmente e irradiarsi più efficacemente dalla schiena

Questi vantaggi sono relativamente marginali, ma poiché i costi dell'asimmetria sono così piccoli qui, deve essersi dimostrato utile a conti fatti.

Si noti che il Landsat 4 ha funzionato per 11 anni e il Landsat 5 (stesso modello) per 29 anni, entrambi con lo stesso carico di carburante iniziale, ben oltre il loro aspettativa di vita progettata originale di 5 anni.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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