Vesmírná platforma ( družicová platforma ) je běžný jednotný model pro stavbu kosmických lodí (SC), který zahrnuje všechny družicové servisní systémy (tzv. modul servisních systémů ), jakož i návrh modulu užitečného zatížení , avšak bez cíle ( reléové, vědecké nebo jiné) zařízení.
Na druhé straně, v závislosti na typu kosmické lodi, se koncept platformy často používá k označení modulu servisních systémů obsahujících pouze satelitní servisní systémy (bez návrhu modulu užitečného zatížení).
Využití vesmírných platforem má oproti individuální výrobě kosmických lodí řadu výhod [1] :
Vesmírná platforma obvykle zahrnuje všechny servisní systémy satelitu kromě modulu užitečného zatížení . V tomto případě se platforma také nazývá modul servisních systémů a obsahuje [2] [3] [4] :
Na vesmírné plošině je také místo pro instalaci prostoru pro užitečné zatížení a antén. Na platformách pro stavbu komunikačních satelitů, jako je Spacebus , Express nebo SS/L 1300 , je však návrh modulu užitečného zatížení (bez na něm instalovaného reléového zařízení) obvykle považován za součást platformy.
Obvykle jsou platformy optimalizovány pro hmotnost užitečného zatížení, které má být vypuštěno, což zase určuje hmotnost celého satelitu a výkon napájecího systému [4] .
Jedním z nejdůležitějších parametrů je poměr hmotnosti ST k celkové hmotnosti kosmické lodi. Je zřejmé, že čím lepší je tento poměr, tím efektivněji lze dosáhnout cílů mise. Obvykle nosnost nosné rakety určuje maximální hmotnost kosmické lodi na oběžné dráze. Čím méně tedy platforma váží, tím více užitečného zatížení lze dopravit na danou oběžnou dráhu [4] [5] .
V současnosti je tento poměr u moderních těžkých telekomunikačních platforem, jako je Spacebus nebo Express 2000 , asi 18–19 % . Hlavním technologickým problémem jsou energetické náklady na modernizaci oběžné dráhy z geotransferové na geostacionární . Kosmická loď musí nést velké množství paliva pro zvýšení oběžné dráhy (až 3 tuny nebo více). Dalších 400-600 kg se navíc spotřebuje na udržení družice na dané oběžné dráze po celou dobu aktivního provozu [6] [7] .
V blízké budoucnosti by široké používání elektrických iontových motorů , stejně jako snížení hmotnosti solárních panelů a baterií, mělo vést ke zlepšení poměru hmotnosti PN k celkové hmotnosti kosmické lodi na 25 % nebo více [6] [7] .
Jednou z nejslibnějších oblastí je vývoj elektrických iontových a plazmových motorů . Tyto trysky mají mnohem vyšší specifický impuls ve srovnání s tradičními dvousložkovými hydrazinovými systémy (1500-4000 s versus 300 s), a proto jejich použití může vést k výraznému snížení hmotnosti satelitů a odpovídajícímu snížení nákladů na jejich vypouštění. . Například elektrický iontový tryskový motor Boeing XIPS25 používá pouze 75 kg pohonné hmoty k udržení satelitu na oběžné dráze po dobu 15 let. S případným využitím tohoto motoru pro zvýšení a následné udržení oběžné dráhy lze ušetřit až 50 milionů Euro (ačkoliv tato funkce není v tuto chvíli plně využívána) [5] [6] [7] [8] .
Na druhou stranu použití nových technologií ve vztahu k solárním bateriím (přechod z křemíkových na vícevrstvé GaInP/GaAs/Ge) a bateriím (zavedení lithium-iontových technologií) povede také ke snížení hmotnosti kosmické lodi [ 9] .
V roce 1963 OKB-586 (později Yuzhnoye Design Bureau ) ve městě Dněpropetrovsk jako první na světě vyvinul návrh designu tří unifikovaných platforem kosmických lodí: DS-U1 - neorientovaný s chemickými zdroji energie, DS-U2 - neorientovaný se solárními bateriemi, DS -U3 - orientovaný ke Slunci se solárními panely.
AUOS (Automatic Universal Orbital Station) je vesmírná platforma vyvinutá OKB-586. Existoval ve 2 modifikacích: 1) s orientací k Zemi ( AUOS-Z ) a 2) s orientací ke Slunci ( AUOS-SM ). Družice řady AUOS si zachovaly mnoho myšlenek a konceptů vložených do vesmírné platformy předchozí generace vyvinuté OKB-586- DS-U .
KAUR (Spacecraft jednotné řady) je rodina satelitních platforem vytvořených v OKB-10 (NPO PM, nyní JSC ISS pojmenovaná po Rešetněvovi) od 60. let 20. století. Na základě modifikací platformy KAUR byly až do počátku 20. století stavěny komunikační a navigační družice několika generací [10] .
Podle hmotnosti (včetně paliva) lze satelitní platformy v současné době rozdělit do tří kategorií [2] [4] :
Také se při vývoji platformy zohledňuje typ vložení do referenční dráhy: přímé vložení nebo s dodatečným vložením z geotransferu na geostacionární dráhu pomocí apogeního dálkového ovládání družice. Vesmírné lodě postavené na lehkých platformách lze obecně vypustit přímo na geostacionární dráhu, což umožňuje zbavit se motoru apogea a jeho doprovodného paliva.
V současné době hlavní výrobci geostacionárních satelitů používají následující satelitní platformy:
| název | Hmotnost kosmické lodi, kg | Napájení PN, kW | množství (ve výrobě) KA | Výrobce | Země |
|---|---|---|---|---|---|
| Střední a těžké platformy | |||||
| Spacebus 4000 [4] | 3000-5900 | až 11.6 | 65(7) | Vesmír Thales Alenia | / |
| Eurostar 3000 [11] | až 6400 | 6-14 | přes 60 | EADS Astrium | / |
| Alphabus [12] | 6000–8800 | 12-18 | jeden | Vesmír EADS Astrium / Thales Alenia | / / |
| Boeing 702 | až 6000 | před 18 | 25 (15) | Boeing | |
| Boeing 601 | 73(3) | Boeing | |||
| SS/L 1300 | až 8000 | až 20 | 83 (25) [13] | Space Systems/Loral | |
| A2100AX _ | 2800–6600 | až 15 | 36 | Lockheed Martin Space Systems | |
| KAUR-4 | 2300–2600 | 1,7 - 6,8 | 31 | OJSC ISS | |
| Express 2000 [14] | až 6000 | až 14 | 0 (4) | OJSC ISS | |
| Dongfang Hong-4 (DFH-4) | až 5200 | až 8 | 12 | China Aerospace Science and Technology Corporation | |
| DS-2000 [15] | 3800–5100 | až 15 | 4(7) | Mitsubishi Electric | |
| Lehké platformy | |||||
| Autobus STAR [16] | 1450 (suchý) | 1,5 - 7,5 | 21 (10) | Orbital Sciences Corporation | |
| Express 1000 [14] | až 2200 | do 6 | 6 (18) | OJSC ISS | |
| A2100 A | 1-4 | Lockheed Martin Space Systems | |||
| LUXOR (SmallGEO) | 1600–3000 | až 4 | 0 (1) | OHB | |
| Navigátor [17] | 650–850* | až 2.4 | 3 (5) [18] [19] | NPO je. Lavočkin | |
| jachta [20] | 350–500* | až 3.9 | čtyři | GKNPTs im. M. V. Chrunichev | |
| Univerzální vesmírná platforma [21] | 950–1200 | do 3 | 4(1) [22] | RSC Energia | |
| Ultralehké platformy | |||||
| TabletSat | 10-200 | až 0,2 | jeden | SPUTNIX | |
| OrbiCraft-Pro | 1-10 | až 0,01 | 3 (8) | SPUTNIX | |
| * Suchá hmotnost platformy | |||||