Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ И КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ И КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ И КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к космической технике. Целью изобретения является повышение оперативности и производительности астрономических измерений из космоса в условиях массово-энергетических ограничений. Способ картографирования включает обзор небесной сферы с борта космического аппарата 3 путем просмотра кольцевых полос 10 астрономическим телескопом с двумя наблюдательными трубами 4,5, при котором одну наблюдательную трубу 4 ориентируют на опорную звезду 8, вращают космический аппарат 3 относительно этого направления до попадания в поле зрения другой наблюдательной трубы 5 измеряемой звезды 9, стабилизируют изображения звезд на фокальной плоскости, измеряют линейные расстояния между их проекциями и определяют угол между опорной 8 и измеряемой 9 звездами, стабилизируют изображения звезд на фокальной плоскости, измеряют линейные расстояния между их проекциями и определяют угол между опорной 8 и измеряемой 9 звездами 9, затем возобновляют вращение космического аппарата относительно опорного ориентира, измеряя углы между опорной звездой 9 и другими измеряемыми звездами, а затем переходят к просмотру следующей кольцевой полосы 10 путем переориентации космического аппарата 3 на другую опорную звезду 9. Космический аппарат 3 для картографирования небесной сферы содержит жестко установленный на его корпусе астрометрический телескоп с двумя наблюдательными трубами 4,5, расположенными под углом 85 - 95° друг к другу и оптически сопряженных через два плоских жестко закрепленных зеркала с объективом, выполненным по схеме Кассегрена. На оптической оси объектива установлено плоское зеркало, а под углом к его оси установлено плоское зеркало, управляемое блоком прецизионной стабилизации изображения, вход которой соединен с фотоприемником, выполненным в виде матрицы приборов с зарядовой связью. Панели солнечных батарей и радиатор-охладитель системы терморегулирования размещены по разные стороны космического аппарата 3 паралельно его продольной оси и друг к другу. Радиатор-охладитель закреплен на корпусе космического аппарата со стороны опорной наблюдательной трубы 4. 2 с. и 1 з.п. ф - лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2014252
Класс(ы) патента: B64G1/00
Номер заявки: 4952701/23
Дата подачи заявки: 28.06.1991
Дата публикации: 15.06.1994
Заявитель(и): Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина
Автор(ы): Алдошкин Ю.Г.; Германов А.В.; Куликов С.Д.; Нестеров В.В.; Овчинников А.А.; Родин А.Л.; Рыбачук Ю.В.; Рыжов В.П.; Черепащук А.М.; Шеффер Е.К.; Яницкий А.А.
Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина
Описание изобретения: Изобретение относится к космической технике.
Осуществление перспективных проектов и реализации космических программ по дистанционному зондированию Земли из космоса и полетов к небесным телам Солнечной системы требуют знания координат небесных источников оптического излучения с очень высокой точностью, что может быть достигнуто только с использованием специальных способов наблюдения и аппаратуры, устанавливаемой на борту космического аппарата.
Известны способы картографирования небесной сферы с борта космического аппарата, реализованные в проекте 1РА и в проекте НЕАО (см. материалы 8 конгресса ИФАК, Япония, 1981 г.), которые включают вращение космического аппарата с постоянной угловой скоростью вокруг направления на Солнце, просмотр кольцевой полосы небесной сферы, попадающей в поле зрения аппаратуры наблюдения (АН), фиксацию времени прохождения изображений источников излучения на фотоприемнике и дальнейший расчет координат небесных источников. Переход от просмотра одной кольцевой полосы к другой осуществляется в процессе движения Земли по галиоцентральной орбите.Заканчивается просмотр небесной сферы при совпадении просматриваемой кольцевой полосы с начальной кольцевой полосой.
К недостаткам данного способа картографирования следует отнести невозможность оперативного выбора области небесной сферы для исследования в данный момент времени, невозможность длительного осмотра различных областей небесной сферы: области, примыкающие к полюсам эклиптики, просматриваются аппаратурой наблюдения при каждом обороте космического аппарата, а области, примыкающие к плоскости эклиптики, просматриваются лишь в ограниченном числе оборотов космического аппарата.
Известно из того же источника информации устройство космического аппарата НЕАО-2, с помощью которого возможна реализация данного способа картографирования. Космический аппарат включает телескоп, жестко закрепленный на корпусе космического аппарата солнечный датчик, бортовые служебные системы, обеспечивающие функционирование космического аппарата и управление им во время орбитального полета. Реализация такой конструктивно-компоновочной схемы обеспечивает достижение точности картографирования небесных источников на уровне нескольких угловых секунд, что является недостаточным для реализации перспективных программ.
Отмеченные недостатки указанного способа картографирования небесной сферы и устройства космического аппарата частично устраняются в способе картографирования и устройстве, описанных в проекте НIPPAPCO (см. Sky and telescope 1990, V.v. ol 79, N 5, р. 496, 467; New Sciantist, 1990, 21/VII, vol 127, N 1726, р. 19), выбранном за прототип.
Способ картографирования небесной сферы по проекту НIРРАРСО включает обзор всей небесной сферы аппаратурой наблюдения космического аппарата и последующий расчет координат источников излучения. Обзор небесной сферы осуществляется путем просмотра кольцевых полос неба и реализуется за счет закрутки относительно продольной оси космического аппарата с жестко закрепленной на нем аппаратурой наблюдения с наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом друг к другу. В процессе вращения космического аппарата изображения звезд, наблюдаемых двумя трубами, проецируют на фокальную плоскость общего приемника излучения, регистрируют параметры источников излучения и движения космического аппарата, по которым далее определяют угловые расстояния между звездами. Наряду с закруткой космического аппарата относительно продольной оси космическому аппарату сообщают вращение относительно направления на Солнце с периодом 58 суток. За счет движения Земли по гелиоцентрической орбите и нутационного вращения продольной оси космического аппарата относительно направления на Солнце обеспечивается просмотр аппаратурой наблюдения всей небесной сферы в течение 2-3 лет.
Космический аппарат HIРРАРСО включает астрометрический телескоп, жестко установленный на корпусе космического аппарата с бортовыми служебными системами (ориентации и стабилизации с исполнительными органами, передачи информации, энергопитания с панелями солнечных батарей, терморегулирования и т. д.). Астрометрический телескоп содержит входной оптический блок с двумя наблюдательными трубами, расположенными под углом 58 град. друг к другу, эталон угла, выполненный в виде двух асферических зеркал, объектив и фотоприемное устройство. Фотоприемное устройство соединено с системой передачи информации на Землю.
За счет наблюдения различных участков звездного неба на одном приемнике изображения используемые способ картографирования и космический аппарат обеспечивают определение координат 120 тыс. источников излучения с точностью 0,002 дуг.сек. Однако, использование этих технических решений имеет ряд недостатков.
Во-первых, создание карты звездного неба при использовании этих технических решений может быть осуществлено лишь после полного обзора всей небесной сферы, то есть для указанных технических решений характерна низкая оперативность получения звездного каталога.
Во-вторых, необходимо хорошо знать ориентацию оси космического аппарата во время проведения измерений, для чего требуется высокая точность координат входного каталога звезд.
В-третьих, описанные выше технические решения не могут обеспечить за время активного существования космического аппарата создание высокоточного каталога звезд до 10 звездной величины и слабее (около 400 тыс. звезд и более), необходимого для реализации перспективных космических программ, то есть низка производительность наблюдений.
Целью предлагаемых технических решений - способа картографирования небесной сферы и космического аппарата для его реализации - являются повышение оперативности получения звездного каталога (картографирования) и производительности космического аппарата в условиях массово-энергетических ограничений.
Указанная цель достигается тем, что в способе картографирования, включающем обзор небесной сферы путем просмотра кольцевых полос жестко установленным на корпусе космического аппарата астрометрическим телескопом с двумя наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом друг к другу, при этом вращают космический аппарат с телескопом относительно заданного направления, проецируют изображения звезд, наблюдаемых обеими трубами, на фокальную плоскость фотоприемника, определяют угловые расстояния между звездами, попадающими в поля зрения наблюдательных труб, переходят к просмотру следующей кольцевой полосы и по окончанию просмотра звездного неба рассчитывают координаты источников излучения, и составляют карту звездного неба, новым является то, что при просмотре кольцевой полосы звездного неба оптическую ось одной из наблюдательных труб ориентируют на первую опорную звезду из последовательности опорных звезд, выбранных заранее, космический аппарат вращают относительно этого направления до попадания в поле зрения другой наблюдательной трубы участка звездного неба с измеряемой звездой, стабилизируют изображения звезд на фокальной плоскости, для определения углов между опорой и измеряемой звездами измеряют линейные расстояния между их проекциями на фокальной плоскости приемника изображения, затем возобновляют вращение космического аппарата относительно направления на опорный ориентир до попадания в поле зрения участка звездного неба со следующей измеряемой звездой, а по окончанию просмотра кольцевой полосы переходят к просмотру следующей полосы путем переориентации оптической оси наблюдательной трубы телескопа на следующую опорную звезду.
В космическом аппарате, предназначенном для осуществления способа и содержащем жестко установленный на его корпусе с аппаратурой бортовых служебных систем астрометрический телескоп с двумя наблюдательными трубами, расположенными под углом друг к другу и оптически сопряженными через два зеркала с объективом, в фокальной плоскости которого размещен фотоприемник, соединенный с запоминающим устройством, выход которого соединен с входом блока задания координат источника излучения, выход которого подключен к приемо-передающей антенне космического аппарата, на корпусе которого размещены астроприборы ориентации, панели солнечных батарей, система терморегулирования с радиатором-охладителем, новым является то, что оптическая ось одной из наблюдательных труб совмещена с продольной осью космического аппарата, а оптическая ось второй наблюдательной трубы развернута относительно первой на угол 85-95 град., зеркала телескопа выполнены плоскими и жестко закреплены относительно друг друга на внутренней стороне первой наблюдательной трубы, а объектив размещен соосно оптической оси первой наблюдательной трубы и снабжен двумя плоскими зеркалами, одно из которых расположено на его оптической оси, а другое расположено под углом к оптической оси и снабжено приводом поворота относительно двух взаимно- перпендикулярных осей, который снабжен блоком прецизионной стабилизации изображения, вход которого подключен ко второму выходу фотоприемника, кроме того радиатор-охладитель системы терморегулирования закреплен на корпусе космического аппарата параллельно его продольной оси со стороны второй наблюдательной трубы телескопа, а с противоположной стороны параллельно ему и продольной оси космического аппарата установлены панели солнечных батарей, при этом плоскости панелей солнечных батарей и радиатора-охладителя перпендикулярны плоскости, проходящей через оси наблюдательных труб телескопа, при этом объектив выполнен по системе Кассегрена, а фотоприемник в виде матрицы приборов с зарядовой связью.
Сущность заявляемого способа картографирования представлена на фиг. 1, 2, 3, на которых приняты следующие обозначения: 1 - Земля, 2 - орбита ИСЗ, 3 - космический аппарат, 4, 5 - наблюдательные трубы астрометрического телескопа, 6, 7 - оптические оси наблюдательных труб, 8 - опорная звезда, 9 -+ измеряемая звезда, 10 - кольцевая полоса звездного неба, 11 - поле зрения измерительного канала, 12 - направление просмотра кольцевой полосы звездного неба, 13 - угол между оптическими осями наблюдательных труб.
Предлагаемый способ картографирования небесной сферы с борта 3 осуществляется следующим образом. Для создания высокоточной координатной системы всего неба осуществляют обзор небесной сферы путем просмотра кольцевых полос 10 жестко установленным на борту космического аппарата астрометрическим телескопом с двумя наблюдательными трубами 4 и 5. Перед просмотром выбирается последовательность опорных звезд, к которым относят наиболее яркие источники видимого излучения (до 4-5 звездной величины), координаты которых известны с большой точностью. Выбор последовательности опорных звезд может быть осуществлен по имеющимся каталогам звездного неба с более низкой точностью путем моделирования.
В качестве опорных предполагается использовать 2-4 тысячи относительно ярких некратных и непеременных звезд. Опорные звезды выбираются в направлении, противоположном положению Солнца. Так как направление на Солнце перемещается по эклиптике, то в течение года можно пронаблюдать все без исключения области на небесной сфере.
В кольцевых полосах звездного неба, соответствующих каждой опорной звезде 8, выбираются измеряемые цели 9 - звезды до 10-11 величины, из расчета около 10 звезд на кв. град. небесной сферы, что достаточно для осуществления перспективных программ. Координаты этих звезд известны недостаточно точно (на уровне 0,1 дуг.сек.), они подлежат уточнению в процессе картографирования до точности 0,001-0,002 дуг.сек.
Просмотр кольцевой полосы звездного неба заключается в удержании (стабилизации) космического аппарата наведенным (ориентированным) одной наблюдательной трубой на опорную звезду 8 с последовательными поворотами (вращением) его относительно этого направления на заранее вычисленные углы, обеспечивающие попадание измеряемых звезд 9 в поле зрения другой наблюдательной трубы астрометрического телескопа космического аппарата 11.
С помощью астрометрического телескопа с двумя наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом 85-95 град. друг к другу. изображения двух участков звездного неба, один из которых содержит опорную звезду, а другой - измеряемую звезду, проецируют на общую фокальную плоскость с приемником изображения. Работа исполнительных органов по поддержанию ориентации космического аппарата на опорную и измеряемую звезды и связанные с этим колебания конструкции космического аппарата и топлива в баках космического аппарата обуславливают дрожание изображений звезд на приемнике изображения. Для уменьшения времени наблюдений в процессе определения углового расстояния между опорной и измеряемой звездой их изображения стабилизируют на приемнике изображения. При проведении измерений угла между звездами на матрице приборов с зарядовой связью измеряют линейные расстояния между центрами их проекций на фокальной плоскости, эти данные накапливают и передают на Землю с помощью запоминающего устройства. В ходе измерений угловое расстояние между звездами фактически сравнивается со значением угла 13, задаваемого взаимным расположением осей наблюдательных труб астрометрического телескопа и реализуемого двумя плоскими зеркалами. В случае точного совпадения углового расстояния между звездами с угловым расстоянием между осями наблюдательных труб изобретения звезд на фокальной плоскости совпадают, в случае отклонения их - на приемнике изображения наблюдается два изображения, а линейное расстояние между ними функционально связано с отклонением углового расстояния между опорной и наблюдаемой звездой от значения угла между осями наблюдательных труб. При исчерпании всех измеряемых звезд в кольцевой полосе звездного неба ее просмотр заканчивается. Далее космический аппарат перенацеливается на другую опорную звезду, и цикл измерений повторяется.
Окончательный расчет координат звезд и составление картины звездного неба происходит на Земле. При этом, зная угловое расстояние измеряемой звезды относительно двух опорных ориентиров, положение которых известно, определяются уточненные координаты измеряемой звезды.
Для проведения картографирования небесной сферы космический аппарат выводится с помощью ракеты-носителя с разгонным блоком на рабочую орбиту с параметрами: высота апогея 120 тыс.км высота перигея 1500 км наклонение 51,6 град. период обращения 48 ч
Типовой штатный виток космического аппарата будет включать:
участок постоянной солнечной ориентации длительностью 15 часов;
рабочий участок (свыше 80 тыс.км), расположенный на интервале +(-16 ч от апогея;
участок сброса научной информации на Землю длительностью около 1 ч.
Участок постоянной солнечной ориентации предназначен для заряда аккумуляторов бортовой системы электроснабжения - путем ориентации плоскости панелей солнечных батарей перпендикулярно направлению на Солнце.
Перед рабочим участком на борт космического аппарата передается рабочая программа, содержащая предварительные координаты опорных и программных звезд из входного каталога, а также данные для обеспечения ориентированного полета космического аппарата, баллистическую информацию для расчета на борту текущих эфемерид и т.д. Эта программа, объемом около 300 кбит, должна быть рассчитана с учетом результатов оперативной обработки научной информации, полученной на предыдущем витке.
Обработка витковой программы измерений должна начаться с программного разворота космического аппарата (начальной переориентации). По окончании этой операции в поле зрения телескопа должны находиться изображения опорной и программной звезд. Современный уровень развития систем управления космического аппарата позволяет ориентировать космический аппарат с точностью наведения 3-5 минут, стабилизировать угловую скорость космического аппарата с точностью до 0,0001 град./сек. Это обеспечивает захват и удержание в поле зрения телескопа размером 5-6 угл.мин заданных участков звездного неба.
Время съемки одной программной звезды (включая время успокоения космического аппарата после перенацеливания) составляет около 30 сек. Полученные изображения звезд обрабатываются бортовой электронно-вычислительной машиной, входящей в состав научной аппаратуры. Проводится распознавание изображений, и в случае штатности программной звезды - т.е. если звезда не двойная и не кратная - измеряются координаты изображений и их значения вместе с фотометрическими служебными параметрами записываются в бортовой накопитель научной информации. В случае нештатности изображения программной звезды производится запись сигналов фрагмента матрицы с изображением.
Далее, на рабочем участке осуществляется обзор небесной сферы путем последовательных разворотов космического аппарата вокруг направления на опорную звезду.
После выполнения заданного количества съемок в полосе данной звезды осуществляется разворот оси визирования опорного канала телескопа на другую опорную звезду. Из условия обеспечения необходимых углов засветки солнечных батарей опорные звезды должны выбираться в конусе 40 град., противоположном направлению на Солнце.
За полный оборот вокруг одной опорной звезды производится примерно 290 съемок программных звезд, что соответствует 2,5 ч функционирования. За рабочий участок космический аппарат совершит примерно 13 полных оборотов или 3700 съемок, а вся программа измерений потребует 2-3 лет работы.
Накопленный в бортовой памяти за рабочий участок объем научной информации, в совокупности с информацией о состоянии борта космического аппарата, составит более 200 Мбит. По окончании рабочего участка эта информация должна быть передана на наземный пункт приема по специальной радиолинии.
На фиг. 2 изображен космический аппарат для реализации предлагаемого способа. Космический аппарат состоит из следующих основных блоков: 14 - корпус с аппаратурой бортовых служебных систем, 15 - астрометрический телескоп, 16 - панели солнечных батарей, 17 - радиатор-охладитель системы терморегулирования, 18 - приемо-передающая антенна, 19 - двигательная установка, 20 - астроприборы ориентации, 21 - защитные крышки наблюдательных труб, 22 - продольная ось космического аппарата.
Астрометрический телескоп изображен на фиг. 3. В его состав входят:
23 - плоские зеркала, 24 - объектив, 25 - главное зеркало, 26 - вторичное зеркало, 27 - плоское зеркало объектива с приводом, 28 - фотоприемник, 29 - плоское зеркало объектива, 30 - запоминающее устройство, 31 - блок задания координат источника излучения, 32 - блок прецизионной стабилизации изображения.
Корпус космического аппарата 14 выполнен в форме тора, ось которого совпадает с продольной осью космического аппарата 22. Внутри корпуса размещается аппаратура бортовых слубежных систем космического аппарата системы управления ориентацией и стабилизации, радиокомплекса, телеметрической системы, системы энергопитания (аккумуляторные батареи). На внешней поверхности корпуса размещаются астроприборы ориентации космического аппарата 20. В качестве исполнительных органов ориентации могут быть использованы либо гироскопические, либо реактивные исполнительные органы. К корпусу крепится двигательная установка 19, используемая для коррекции орбиты космического аппарата, для довыведения на рабочую орбиту и для разгрузки накопленного гироскопическими исполнительными органами кинетического момента.
С другой стороны к корпусу через переходную проставку крепится астрометрический телескоп 15.
Первая из наблюдательных труб 22 (измерительная) размещается вдоль продольной оси космического аппарата. Под углом 85-95 град. к ней закреплена вторая наблюдательная труба 21 (опорная). Закрепление наблюдательных труб друг относительно друга под углом, не входящим в диапазон 85-95 град. приведет к увеличению времени обзора небесной сферы, так как площадь наблюдаемых полос на небесной сфере при этом меньше, и в них находится меньшее число измеряемых звезд, а следовательно, для обзора всей сферы потребуется большее число опорных звезд, что приведет к увеличению не используемого для измерений времени, в течение которого производятся перенацеливания космического аппарата с одной опорной звезды на другую, и снижению производительности картографирования.
На внутренней стороне первой наблюдательной трубы 22 (соосной продольной оси космического аппарата напротив места ее соединения со второй наблюдательной трубой 21 (опорной) в поле зрения второй наблюдательной трубы размещены два плоских зеркала 23, которые жестко закреплены друг относительно друга на внутренней стороне первой наблюдательной трубы, перекрывая ту часть поля зрения первой наблюдательной трубы, которая диаметрально противоположна месту закрепления второй наблюдательной трубы к первой. При этом другая часть поля зрения первой наблюдательной трубы не виньетируется. Световой поток от второй наблюдательной трубы 21, испытывая два отражения от этих зеркал, поворачивается в направлении, параллельном продольной ос космического аппарата и параллельном световому потоку от первой наблюдательной трубы 22.
Между корпусом космического аппарата и блоком наблюдательных труб соосно продольной оси космического аппарата размещен объектив типа Кассегрена 24, состоящий из главного зеркала 25 вогнутогй параболической формы с осевым отверстием и вторичного зеркала 26 гиперболической формы. В качестве объектива типа Кассегрена может быть использован объектив со следующими параметрами:
- диаметр главного зеркала ≈ 1 м;
- эквивалентное фокусное расстояние 50 м;
- эффективное поле зрения 4-6 угл.мин.
Вдоль оптической оси объектива размещено несколько вспомогательных плоских зеркал 27, 29, обеспечивающих направление светового потока от наблюдательных труб на фотоприемник. Одно из зеркал 27, расположенное под углом к оптической оси, установлено на приводе, обеспечивающем управление этим зеркалом относительно двух взаимно перпендикулярных осей.
Привод зеркала 27 подключен ко входу блока презиционной стабилизации изображения 31.
В фокальной плоскости объектива размещен фотоприемник 28, выполненный в виде матрицы приборов с зарядовой связью. При этом может быть использована матрица, состоящая из 800х800 элементов размером 15х15 мкм каждый.
Фотоприемник соединен с запоминающим устройством, которое может быть выполнено, например, как в комплексе научной аппаратуры космического аппарата "Венера-Галлей".
Запоминающее устройство соединено с блоком задания кооpдинат источника излучения, которое соединено с приемно-передающей антенной 18.
Фотоприемник соединен также со входом блока прецизионной стабилизации изображения 32.
Снаружи корпуса космического аппарата (см. фиг. 2) установлены панели солнечных батарей 16 и радиатор-охладитель системы терморегулирования 17. Панели солнечных батарей и радиатор-охладитель выполнены в виде плоских конструктивных элементов, параллельных друг другу. Панели и радиатор закреплены параллельно продольной оси космического аппарата по различные стороны от нее (и от астрометрического телескопа). Именно такое расположение панелей солнечных батарей и радиатора обеспечивает оптимальное проведение астрометрических наблюдений: сброс тепла от радиатора происходит в направлении ориентации космического аппарат на опорную звезду, выбираемую в полусфере, не содержащей Солнца.
При этом панели солнечных батарей преимущественно ориентируются в полусферу звездного неба, содержащую Солнце.
Космический аппарат работает следующим образом. В ходе подготовки космического эксперимента, исходя из технологических соображений, выбирается конструктивный угол между осями наблюдательных труб астрометрического телескопа в пределах указанного выше интервала и рассчитываются углы установки эталона угла. Световой поток от опорного звездного ориентира через наблюдательную трубу попадает на плоские зеркала 23. За счет двух переотражений этот световой поток направляется в зрачок объектива параллельно световому потоку, проходящему через апертуру другой наблюдательной трубы. Таким образом в объектив попадают два световых потока от различных участков звездного неба, разделенных углом 85-95 град.
Переотражаясь от главного и вторичного зеркала, световой поток сквозь осевое отверстие в главном зеркале направляется на систему вспомогательных зеркал, которые направляют его на фотоприемник. При каждом измерении с матрицы снимается информация о положении изображений опорной и программной звезд. Расстояние между изображениями звезд функционально связано с величиной отклонения углового расстояния между звездами от величины угла, задаваемого эталонном.
С фотоприемника одновременно снимается информация об отклонениях изображения опорной звезды по двум взаимно перпендикулярным направлениям (например, совпадающим с направлениями столбцов и строк матриц) от избранной точки в фокальной плоскости (например, от геометрического центра в матрицы). Эта информация является входным сигналом управления блоком прецизионной стабилизации изображения 32, управляющей положением плоского зеркала 27. Изменяя угловое положение управляемого зеркала в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью двух презициоинных приводов, блок прецизионной стабилизации изменяет направление светового потока, отражаемого управляемым зеркалом на фокальную плоскость, и обеспечивает стабилизацию изображения опорной звезды в избранной точке фокальной плоскости. Так как световой поток, отражаемый управляемым зеркалом, содержит и световой поток, приходящий от измеряемой наблюдательной трубы телескопа, то одновременно в некоторой точке фокальной плоскости стабилизуется и изображение измеряемой звезды. Линейные координаты центра изображения измеряемой звезды относительно избранной точки в фокальной плоскости (в которой стабилизируется изображение опорной звезды) измеряются и записываются запоминающим устройством.
Значительные энергозатраты бортовой аппаратуры космического аппарата на рабочем участке и участке передачи информации на Землю обуславливают с одной стороны необходимость дозарядки аккумуляторных батарей космического аппарата, а с другой - необходимость сброса избыточного тепла в космическое пространство, что осуществляется с помощью панелей солнечных батарей и радиатора-охладителя системы терморегулирования.
Размещение солнечных батарей и радиатора-охладителя в виде плоских параллельных друг другу панелей по разные стороны от оси космического аппарата совместно с выбором опорных ориентиров в полусфере звездного неба, не содержащей Солнца, позволяет совместить процесс измерений с одновременной подпиткой аккумуляторных батарей от солнечных батарей и сбросом избыточного тепла в космическое пространство.
Реализация способа картографирования и предлагаемого устройства позволяет получить карту звездного неба, содержащую около 400 тыс. звезд до 10-ой звездной величины и имеющую точность 0,001-0,002 дуг.сек, при этом карта звездного неба может быть получена за 2-3 года.
Формула изобретения: 1. Способ картографирования небесной сферы с борта космического аппарата, включающий обзор небесной сферы путем просмотра кольцевых полос жестко установленным на борту космического аппарата астрометрическим телескопом с двумя наблюдательными трубами, оптические оси которых расположены под углом одна к другой, при этом вращают космический аппарат с телескопом относительно заданного направления, проецируют изображения звезд с обеих наблюдательных труб на фокальную плоскость фотоприемника, определяют угловые расстояния между звездами, попадающими в поле зрения наблюдательных труб, и переходят к просмотру следующей кольцевой полосы и по окончании просмотра звездного неба рассчитывают координаты источников излучения и составляют карту звездного неба, отличающийся тем, что при просмотре кольцевой полосы звездного неба оптическую ось одной из наблюдательных труб астрометрического телескопа ориентируют на первую опорную звезду из последовательности опорных звезд, выбранных заранее, космический аппарат вращают относительно этого направления до попадания в поле зрения другой наблюдательной трубы участка звездного неба с измеряемой звездой, стабилизируют изображения звезд на фокальной плоскости, для определения углов между опорной и измеряемой звездами измеряют линейное расстояние между их проекциями на фокальной плоскости фотоприемника, затем возобновляют вращение космического аппарата относительно направления на опорный ориентир до попадания в поле зрения участка звездного неба со следующей измеряемой звездой, а по окончании просмотра кольцевой полосы переходят к просмотру следующей полосы путем переориентации оптической оси наблюдательной трубы телескопа на следующую опорную звезду.
2. Космический аппарат для картографирования небесной сферы, содержащий жестко установленный на его корпусе астрометрический телескоп с двумя наблюдательными трубами, расположенными под углом друг к другу и оптически сопряженными через два зеркала с объективом, в фокальной плоскости которого установлен фотоприемник, первый выход которого соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока задания координат источника излучений, выход которого подключен к приемопередающей антенне космического аппарата, на корпусе которого также размещены астроприборы ориентации, панели солнечных батарей и система терморегулирования с радиатором-охладителем, отличающийся тем, что оптическая ось одной из наблюдательных труб телескопа совмещена с продольной осью космического аппарата, а оптическая ось второй наблюдательной трубы развернута относительно первой на 85-95o, зеркала телескопа выполнены плоскими и жестко закреплены одно относительно другого на внутренней стороне первой наблюдательной трубы, а объектив размещен соосно с оптической осью первой наблюдательной трубы и снабжен двумя плоскими зеркалами, одно из которых расположено на его оптической оси, а другое расположено под углом к оптической оси и снабжено приводом поворота относительно двух взаимно перпендикулярных осей, который снабжен блоком прецизионной стабилизации изображения, вход которого подключен к второму выходу фотоприемника, кроме того радиатор-охладитель закреплен на корпусе космического аппарата параллельно его продольной оси со стороны второй наблюдательной трубы телескопа, а с противоположной стороны параллельно ему и продольной оси космического аппарата установлены панели солнечных батарей, при этом плоскости панелей солнечных батарей и радиатора-охладителя перпендикулярны плоскости, проходящей через оси наблюдательных труб телескопа.
3. Космический аппарат по п.2, отличающийся тем, что объектив телескопа выполнен по системе Кассегрена, а фотоприемник - в виде матрицы приборов с зарядовой связью.