Simulation of the onboard energy balance of spacecraft for Earth remote sensing


Cite item

Full Text

Abstract

A description of the developed models, algorithms and software for operational assessment of the energy balance on board spacecraft for optoelectronic observation of the Earth’s surface in order to monitor the achievement of the performance targets of a space observation system is given. On the basis of the obtained models and algorithms, a software module was developed for assessing the onboard energy balance in real time, used as part of the software for assessing the target and main design indicators of the space surveillance system. The module’s user interface provides windows for entering and controlling the initial data according to the parameters of the power supply system and cyclograms of connecting on-board system devices, as well as windows for displaying the results of energy balance modeling in digital form and in the form of dynamic diagrams. The use of software based on the proposed models and algorithms makes it possible to more reasonably and quickly develop the initial requirements for the designed onboard systems of remote sensing spacecraft of high-detail and operational observation and to accelerate the process of coordinating design characteristics of the spacecraft at the initial stages of design. The proposed methods, models and software are universal and can be used in the design of Earth remote sensing spacecraft with a wide range of target indicators, target equipment composition and onboard support systems.

About the authors

V. I. Kurenkov

Samara National Research University

Author for correspondence.
Email: kvi.48@mail.ru

Doctor of Science (Engineering), Professor of the Department of Space Engineering named after Designer General D.I. Kozlov

Russian Federation

E. A. Pupkov

Samara National Research University

Email: zuce@mail.ru

Senior Lecturer of the Department of Space Engineering named after Designer General D.I. Kozlov

Russian Federation

I. S. Tkachenko

Samara National Research University

Email: tkachenko.is@ssau.ru

Candidate of Science (Engineering), Director of the Institute of Aviation and Rocket and Space Technology

Russian Federation

References

  1. Gorbulin V.I., Kargu D.L., Polyakov S.A., Radionov N.V. Mathematical modeling of planning stages of generation and consumption of electricity by onboard spacecraft systems: a scenario approach. Proceedings of the Mozhaisky Military Space Academy. 2019. No. 668. P. 229-236. (In Russ.)
  2. Kargu D.L., Kuznetsov V.A., Skoptsov A.A., Timofeev V.A. Approbation of the energy balance model of an autonomous power supply system using a simulator to study the operation procedure of a solar electric power plant. Proceedings of the Mozhaisky Military Space Academy. 2021. No. 676. P. 219-227. (In Russ.)
  3. Syzdykov A.B., Omarov Zh.G., Ospanbekov B.N., Abdirashev O.K., Anuar G.A., Ergaliev D.S. Software development for preliminary calculation of the spacecraft power supply system. Proceedings of the International Symposium «Reliability and Quality». 2021. V. 1. P. 204-208. (In Russ.)
  4. Gruzdev A.I., Pushko S.V., Shevtsov M.S. Innovative approaches to the design of power supply systems for low-orbit spacecrafts with a lifetime of 7 and more years. Electromechanical Matters. VNIIEM Studies. 2022. V. 187, no. 2. P. 24-33. (In Russ.)
  5. Shepetov Yu.A. Energobalansnyy raschet sistemy elektrosnabzheniya kosmicheskogo apparata [Energy balance calculation of the spacecraft power supply system]. Kharkоv: KhAI Publ., 2008. 37 p.
  6. Kurenkov V.I., Salmin V.V., Abramov B.A. Osnovy ustroystva i modelirovaniya tselevogo funktsionirovaniya kosmicheskikh apparatov nablyudeniya: uch. posobie [Basics of the device and modeling of target functioning of observation spacecraft: textbook]. Samara: Samara State Aerospace University Publ., 2006. 295 p.
  7. Kurenkov V.I., Salmin V.V., Abramov B.A. Modelirovanie tselevogo funktsionirovaniya kosmicheskikh apparatov nablyudeniya s uchetom energobalansa: ucheb. posobie [Modeling of target functioning of observation spacecraft taking into account the energy balance: manual]. Samara: Samara State Aerospace University Publ., 2007. 160 p.
  8. Kurenkov V.I. Osnovy proektirovaniya kosmicheskikh apparatov optiko-elektronnogo nablyudeniya poverkhnosti Zemli. Raschet osnovnykh kharakteristik i formirovanie proektnogo oblika: ucheb. posobie [Fundamentals of the design of spacecraft for optoelectronic observation of the Earth’s surface. Calculation of the main characteristics and conceptual design: textbook]. Samara: Samara University Publ., 2020. 461 p.
  9. Kurenkov V.I., Pupkov E.A., Kucherov A.S. Simulating the process of retargeting of optoelectronic Earth observation spacecraft during object shooting. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2023. V. 22, no. 2. P. 7-20. (In Russ.). doi: 10.18287/2541-7533-2023-22-2-7-20
  10. Kurenkov V.I., Pupkov E.A. Models for determining the orientation of the solar battery of an observation spacecraft relative to the Sun during object survey and retargeting. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2023. V. 22, no. 3. P. 47-58. (In Russ.). doi: 10.18287/2541-7533-2023-22-3-47-58

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 VESTNIK of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».