Selection of the Onboard Elements' Composition to Ensure the Specified Survivability of the Nanosatellite
Выбор состава бортовых средств для обеспечения заданной живучести наноспутника

A. M. Egorov, I. V. Belokonov
2018 Rocket-Space Device Engineering and Information Systems  
Выбор состава бортовых средств для обеспечения заданной живучести наноспутника А. М. Егоров, аспирант, eandrm07@mail.ru Самарский университет, Самара, Российская Федерация И. В. Белоконов, д. т. н., профессор, ibelokonov@mail.ru Самарский университет, Самара, Российская Федерация Аннотация. В работе рассматривается задача формирования проектного облика малоразмерных космических аппаратов (КА) класса наноспутник (НС), обладающих требуемым уровнем живучести. Особенностью КА такого класса является
more » ... ого класса является широкое применение коммерческих комплектующих общего назначения, при этом для удешевления конструкции, как правило, отсутствует дублирование отдельных бортовых систем. В связи с этим при создании НС предлагается учитывать требования по живучести как возможности системы адаптироваться и сохранять способность выполнять целевую задачу при возникновении отказов в бортовых системах. Предложена методика построения математической модели для расчета количественной оценки живучести НС. В основу модели положено отношение эффективности функционирования совокупности обеспечивающих систем НС, сохраняющейся после фиксированного набора неблагоприятных воздействий, к начальному значению эффективности функционирования НС. Рассмотрено применение модели на этапе разработки технических предложений при проектировании НС, приведена методика выбора состава бортовых средств из доступных комплектующих для создания байпасности и достижения требуемой живучести НС. Приведен пример использования данной методики при выборе состава бортовых средств низковысотного НС формата CubeSat 3U, совершающего ориентированный полет и имеющего показатель живучести 0,9. Ключевые слова: наноспутник, живучесть, эффективность, оценка, надежность, отказ, целевая задача, элементы борта, критичность Abstract. The paper considers the design of small-size spacecraft of a nanosatellite class with the required level of survivability. A feature of this class of spacecraft is the wide utilization of commercial components for a general purpose, while to reduce the cost of construction, as a rule, there is no duplication of individual onboard systems. In this regard, it is proposed to take into account the survivability requirements as an opportunity for the system to adapt and save the ability to perform the target task in case of failures in onboard systems. A method of constructing a mathematical model for calculating the quantitative estimation of survivability of a nanosatellite is proposed. The model is based on the ratio of the efficiency of performance of a set of support systems of a nanosatellite, which remains stable after a fixed row of harmful inteferences, to the initial value of effectiveness of nanosatellite performance. The application of the model at the stage of development of technical proposals in the design of a nanosatellite is considered; the method of selection of the composition of the onboard elements from the available components to create bypass and achieve the required survivability of a nanosatellite is given. An example of using this method in selecting the composition of the onboard equipment of a low altitude nanosatellite of a CubeSat 3U type performing an oriented flight and having the increased survivability of 0.9 is offered.
doi:10.30894/issn2409-0239.2018.5.3.78.86 fatcat:w4zv7jxd3zb6fac5xlthap26y4