Una plataforma espacial ( plataforma satelital ) es un modelo unificado común para la construcción de naves espaciales (SC), que incluye todos los sistemas de servicios satelitales (el llamado módulo de sistemas de servicios ), así como el diseño del módulo de carga útil , pero sin el objetivo ( equipos de retransmisión, científicos u otros).
Por otro lado, dependiendo del tipo de nave espacial, el concepto de plataforma se usa a menudo para referirse a un módulo de sistemas de servicio que contiene solo sistemas de servicio satelital (sin diseño de módulo de carga útil).
El uso de plataformas espaciales tiene una serie de ventajas en comparación con la fabricación individual de naves espaciales [1] :
Por lo general, la plataforma espacial incluye todos los sistemas de servicio del satélite excepto el módulo de carga útil . En este caso, la plataforma también se llama Módulo de Sistemas de Servicio y contiene [2] [3] [4] :
Además, en la plataforma espacial, se proporciona un lugar para instalar el compartimiento de carga útil y las antenas. Sin embargo, en plataformas para la construcción de satélites de comunicaciones, como Spacebus , Express o SS/L 1300 , el diseño del módulo de carga útil (sin equipo de retransmisión instalado en él) también suele considerarse parte de la plataforma.
Por lo general, las plataformas están optimizadas para la masa de la carga útil que se lanzará, lo que a su vez determina la masa de todo el satélite y la potencia del sistema de suministro de energía [4] .
Uno de los parámetros más importantes es la relación entre la masa del ST y la masa total de la nave espacial. Obviamente, cuanto mejor sea esta relación, más eficientemente se pueden lograr los objetivos de la misión. Por lo general, la capacidad de carga del vehículo de lanzamiento determina la masa máxima de la nave espacial en órbita. Por lo tanto, cuanto menos pese la plataforma, más carga útil se puede entregar a una órbita dada [4] [5] .
Actualmente, esta proporción es de aproximadamente 18-19 % para las modernas plataformas de telecomunicaciones pesadas como Spacebus o Express 2000 . El principal problema tecnológico es el costo energético de actualizar la órbita de geotransferencia a geoestacionaria . La nave espacial debe transportar una gran cantidad de combustible para aumentar la órbita (hasta 3 toneladas o más). Además, se utilizan otros 400-600 kg para mantener el satélite en una órbita determinada durante todo el tiempo de funcionamiento activo [6] [7] .
En un futuro próximo, el uso generalizado de motores de iones eléctricos , así como la disminución de la masa de los paneles solares y las baterías, deberían conducir a una mejora en la relación entre la masa de la PN y la masa total de la nave espacial a 25 % o más [6] [7] .
Una de las áreas más prometedoras es el desarrollo de motores eléctricos de iones y plasma . Estos propulsores tienen un impulso específico mucho mayor en comparación con los sistemas tradicionales de hidracina de dos componentes (1500-4000 s frente a 300 s) y, por lo tanto, su uso puede conducir a una reducción significativa en la masa de los satélites y una disminución correspondiente en el costo de su lanzamiento. . Por ejemplo, el propulsor eléctrico de iones Boeing XIPS25 utiliza solo 75 kg de combustible para mantener un satélite en órbita durante 15 años. Con el posible uso de este motor para aumentar y luego mantener la órbita, se pueden ahorrar hasta 50 millones de euros (aunque esta función no se usa completamente en este momento) [5] [6] [7] [8] .
Por otro lado, el uso de nuevas tecnologías en relación con las baterías solares (transición de silicio a multicapa GaInP/GaAs/Ge) y baterías (introducción de tecnologías de iones de litio ) también conducirá a una reducción del peso de la nave espacial [ 9] .
En 1963, OKB-586 (más tarde Yuzhnoye Design Bureau ) en la ciudad de Dnepropetrovsk fue el primero en el mundo en desarrollar un diseño preliminar de tres plataformas de naves espaciales unificadas: DS-U1 - no orientada con fuentes de energía química, DS-U2 - no orientadas con baterías solares, DS -U3 - orientadas al Sol con paneles solares.
AUOS (Estación orbital universal automática) es una plataforma espacial desarrollada por OKB-586. Existía en 2 modificaciones: 1) con orientación a la Tierra ( AUOS-Z ) y 2) con orientación al Sol ( AUOS-SM ). Los satélites de la serie AUOS conservaron muchas de las ideas y conceptos integrados en la plataforma espacial de la generación anterior desarrollada por OKB-586- DS-U .
KAUR (Spacecraft of a unified series) es una familia de plataformas satelitales creadas en OKB-10 (NPO PM, ahora JSC ISS que lleva el nombre de Reshetnev) desde la década de 1960. Sobre la base de modificaciones de la plataforma KAUR, se construyeron satélites de comunicación y navegación de varias generaciones, hasta principios de la década de 2000 [10] .
Por masa (incluido el combustible), las plataformas satelitales se pueden dividir actualmente en tres categorías [2] [4] :
Asimismo, a la hora de desarrollar la plataforma se tiene en cuenta el tipo de inserción en la órbita de referencia: inserción directa o con inserción adicional desde la geotransferencia a la órbita geoestacionaria utilizando el control remoto de apogeo del satélite. En general, las naves espaciales construidas sobre plataformas ligeras pueden lanzarse directamente a la órbita geoestacionaria, lo que permite deshacerse del motor de apogeo y el combustible que lo acompaña.
Actualmente, los principales fabricantes de satélites geoestacionarios utilizan las siguientes plataformas satelitales:
| Nombre | Masa de la nave espacial, kg | Energía NP, kW | Cant. (en producción) KA | Fabricante | País |
|---|---|---|---|---|---|
| Plataformas medianas y pesadas | |||||
| Autobús espacial 4000 [4] | 3000-5900 | hasta 11.6 | 65 (7) | Espacio Thales Alenia | / |
| Eurostar 3000 [11] | hasta 6400 | 6 - 14 | Más de 60 | EADS Astrium | / |
| alfabo [12] | 6000 - 8800 | 12 - 18 | una | EADS Astrium / Thales Alenia Space | / / |
| Boeing 702 | hasta 6000 | antes de los 18 | 25 (15) | Boeing | |
| Boeing 601 | 73(3) | Boeing | |||
| SS/L 1300 | hasta 8000 | hasta 20 | 83 (25) [13] | Sistemas Espaciales/Loral | |
| A2100AX _ | 2800 - 6600 | hasta 15 | 36 | Sistemas espaciales Lockheed Martin | |
| KAUR-4 | 2300 - 2600 | 1.7 - 6.8 | 31 | OJSC ISS | |
| expreso 2000 [14] | hasta 6000 | hasta 14 | 0 (4) | OJSC ISS | |
| Dongfang Hong-4 (DFH-4) | hasta 5200 | hasta 8 | 12 | Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China | |
| DS-2000 [15] | 3800 - 5100 | hasta 15 | 4(7) | mitsubishi eléctrico | |
| Plataformas ligeras | |||||
| autobús ESTRELLA [16] | 1450 (seco) | 1.5 - 7.5 | 21 (10) | Corporación de Ciencias Orbitales | |
| Expreso 1000 [14] | hasta 2200 | hasta las 6 | 6 (18) | OJSC ISS | |
| A2100 A | 1-4 | Sistemas espaciales Lockheed Martin | |||
| LUXOR (PEQUEÑOGEO) | 1600 - 3000 | hasta 4 | 0 (1) | OHB | |
| Navegador [17] | 650 - 850* | hasta 2.4 | 3 (5) [18] [19] | NPO ellos. Lavochkin | |
| yate [20] | 350 - 500* | hasta 3.9 | cuatro | GKNPT im. MV Khrunichev | |
| Plataforma espacial universal [21] | 950 - 1200 | hasta las 3 | 4(1) [22] | RSC Energía | |
| Plataformas ultraligeras | |||||
| TabletSat | 10-200 | hasta 0.2 | una | SPUTNIX | |
| OrbiCraft Pro | 1-10 | hasta 0.01 | 3 (8) | SPUTNIX | |
| * Peso seco de la plataforma | |||||