Испытание систем ориентации и стабилизации космических аппаратов с применением имитаторов звездного неба

В работе исследуется необходимость создания метода имитации звездного неба для отработки космических аппаратов и проведения испытаний систем ориентации и стабилизации в лабораторных условиях. Современное освоение космического пространства и, как следствие этого, усложнение технических требований к средствам обеспечения полета постоянно повышаются, соответственно, возрастают требования по обеспечению точности определения положения и ориентации космического аппарата. Приводится история развития приборов астроориентации и, в частности, звездных датчиков. Современный этап развития звездных датчиков наступил с появлением матричных приемников излучения: ПЗС- и КМОП-видеоматриц. Такие звездные датчики привязываются уже не к отдельным, заранее заданным звездам, а определяют свою ориентацию по изображениям групп звезд, видимых в поле зрения прибора. Приводятся примеры по их области применения, а именно определение ориентации датчика, наведение некоторого устройства, установленного на космический аппарат, и другие. Приводятся современные требованиях к астронавигации. Рассматриваются основные принципы наземной отработки системы ориентации и стабилизации космического аппарата с использованием имитаторов звездного неба. Это этап отработочных и автономных испытаний на аппаратно-программном стенде полунатурного моделирования. На сегодняшний день на предприятии АО «ИСС» для проведения данных типов испытаний космических аппаратов имеется комплексно-моделирующий стенд, использующий методы как математического, так и полунатурного моделирования, в состав которого входят различные имитаторы звездного неба. Развитие данных имитаторов имеет большую историю, приводится сравнительная таблица используемых ранее имитаторов. Показаны структуры как прошлых, так и современных имитатора звездного неба. В выводах говорится о необходимости создания метода, который позволит имитировать вращение космического аппарата со скоростями до 15-30°/с. Данный метод позволит проводить испытания системы ориентации и стабилизации современных космических аппаратов.