6.7 Reliability and availability considerations
For general considerations on quality and availability, see Chapter 2, section 2.2.
6.7.1 Satellite reliability
An important aspect of satellite reliability is the fact that satellites must operate in space without
benefit of repairs or maintenance. Under these circumstances, it is imperative that all parts,
components and subsystems of the satellite system must be exposed to extensive testing in a
simulated space environment. Since the dawn of the space age, approximately 50 years ago, life
testing of electronic parts and equipment designed for space use has been conducted on a massive
scale by many government and industrial organizations. The test results of parts and equipment must
provide a very high probability of success before they can be selected for satellite applications.
Items associated with critical functions, such as launch operations, station-keeping, attitude control,
telemetry and command and communications are often designed with redundancy to assure
successful performance. The operational lifetime of communication satellite systems have increased
from a few years in the 1960s to approximately 15 years with current designs. One of the principal
limitations for the operational lifetime of a satellite is the amount of propellant fuel that can be
carried at launch in order to maintain in-orbit station-keeping and attitude control. Also, subsystems
that experience substantial wear and decay are batteries, solar cells and high power amplifiers.
There are several key phases associated with spacecraft reliability during space operations. The first
is the launch phase in which a primary launch vehicle is used (see section 6.6) for inserting the
spacecraft into a low or transient orbit, followed by staged boosters and, finally, by an apogee motor
that inserts the satellite into the desired orbit. During the 1970s and early 1980s, most launch
systems that were used for inserting geostationary satellites into orbit were government type
boosters, examples of which were the Ariane, Atlas/Centaur, Delta, Proton and Space Shuttle. Since
these were mature systems in which many development problems had been solved earlier, the
success rate was nearly 90%. In the last several years, however, many new or modified launch
systems have been introduced that exhibit embryonic design deficiencies that have resulted in
reduced reliability expectations. The impact on insurance costs for the launch phase of a satellite
system has increased considerably during the last few years, to the extent that some countries prefer
to insure themselves when using unproven launch systems. However, these are expected to improve
as additional experience is achieved. Section 6.9 provides some brief descriptions of some of the
more prominent launch systems that are currently available or are planned for the near future.
After insertion into orbit, the reliability of spacecraft can be divided into three phases with different
mechanisms being primarily responsible for possible failures. The first phase may experience
failures due to non-deployment of such subsystems as solar panels, antennas and other previously
stored or folded components. The failure of the initiation of household functions, such as attitude
controls, station-keeping or power generation, may manifest themselves in this phase if design
deficiencies exist, especially in new or unproven equipment. The second phase is characterized by
random failures of components in the satellite. The third phase includes the depletion of propellant
which renders the satellite unusable due to lack of station-keeping and attitude control, even though
the electronics may still be operational. However, geostationary satellites have been able to extend
their operational life by several years by confining their station-keeping to the East-West plane and
allowing the spacecraft to drift in the North-South direction (see section 6.2.4.3).
Maintaining the reliability of a spacecraft in orbit for periods of many years has been the concern of
the satellite communication industry since its inception. Doubling the operational life of a satellite
provides many cost advantages, since fewer expensive launch systems need to be employed.
However, this does increase the overall complexity of the spacecraft design and construction costs.
Ordinarily, the manufacturer provides a reliability estimate of the spacecraft lifetime in orbit, with
special attention to the performance of the communication subsystem. As an example, the
manufacturer of the INTELSAT-V satellite estimated the probability of the satellite to be
operational after ten years in orbit to be approximately 60%. As expected, shorter periods had
improved estimates, as shown in Figure 6.33. After seven years, the probability estimate was quoted
as 76%, with at least 65% availability of the channels in any coverage area. A review of the in-orbit
6.7 ความน่าเชื่อถือและความพร้อมสำหรับการพิจารณาพิจารณา
ทั่วไปในคุณภาพและความพร้อมใช้งาน ดูบทที่ 2 มาตรา 2.2 .
6.7.1 ดาวเทียมแบบกว้างยาวสำคัญของดาวเทียมความน่าเชื่อถือเป็นข้อเท็จจริงว่า ดาวเทียมต้องใช้งานในพื้นที่โดยไม่
ประโยชน์ของซ่อมแซมหรือบำรุงรักษา ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้มันเป็นความจำเป็นที่ทุกชิ้นส่วน ,
ชิ้นส่วนและส่วนประกอบของระบบ ดาวเทียมจะต้องเปิดเผยข้อมูลใน
จำลองสภาพแวดล้อมพื้นที่ ตั้งแต่รุ่งอรุณของยุคอวกาศ ประมาณ 50 ปีที่ผ่านมา ชีวิต
การทดสอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้พื้นที่ได้ถูกดำเนินการบนมาตราส่วนขนาดใหญ่
องค์กรรัฐบาลและอุตสาหกรรม ผลการทดสอบของชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต้อง
มีความน่าจะเป็นสูงมากของความสำเร็จก่อนที่พวกเขาสามารถเลือกสำหรับการใช้งานดาวเทียม
รายการที่เกี่ยวข้องกับการทำงานที่สำคัญ เช่น การเปิดตัวสถานีรักษาควบคุมทัศนคติ
Telemetry และคำสั่งและการสื่อสารมักจะมีการออกแบบที่มีความซ้ำซ้อน มั่นใจ
การแสดงประสบความสำเร็จ อายุการใช้งานการดำเนินงานของระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมได้เพิ่มขึ้น
จากไม่กี่ปีในทศวรรษที่ 1960 ประมาณ 15 ปี ด้วยการออกแบบในปัจจุบัน หนึ่งในข้อ จำกัด หลัก
สำหรับอายุการใช้งานการดำเนินงานของดาวเทียมคือปริมาณของเชื้อเพลิงจรวดที่สามารถ
อุ้มที่เปิดตัวในการรักษาในการรักษาและควบคุมสถานีวงโคจร " นอกจากนี้ ระบบ
ที่ประสบการณ์มากมายสวม และสลายเป็นแบตเตอรี่ , เซลล์แสงอาทิตย์และพลังงานแอมปลิฟายเออร์ สูง
มีหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับคีย์แบบยานอวกาศระหว่างปฏิบัติการพื้นที่ ครั้งแรก
คือเปิดเฟสซึ่งเป็นยานพาหนะหลักที่ใช้งาน ( ดูมาตรา 6.6 ) สำหรับใส่
ยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรต่ำ หรือชั่วคราว ตามด้วยฉาก boosters และในที่สุดโดย Apogee มอเตอร์
ที่แทรกผ่านดาวเทียมที่ต้องการลงในโคจร ในช่วงปี 1970 และต้นทศวรรษ 1980 ,ส่วนใหญ่ระบบที่ถูกใช้สำหรับเปิด
ใส่ดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรเป็น boosters ประเภท Electronic Engineering Hall
รัฐบาล ตัวอย่างซึ่งเป็น อารีน , Atlas / เซนทอร์ , Delta , โปรตอนและกระสวยอวกาศ ตั้งแต่
เหล่านี้ถูกผู้ใหญ่ในระบบ ซึ่งปัญหาการพัฒนาหลายได้รับการแก้ไขก่อนหน้านี้
อัตราความสำเร็จเกือบ 90% ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่หลายใหม่หรือแก้ไขเปิด
ระบบได้รับการแนะนำว่ามีตัวอ่อนการออกแบบข้อบกพร่องที่ได้ก่อให้เกิดความคาดหวัง
ลดความน่าเชื่อถือ ผลกระทบต่อค่าใช้จ่ายประกันสำหรับเปิดเฟสของระบบดาวเทียม
ได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จนบางประเทศชอบ
ประกันเองเมื่อใช้ระบบเปิดยังไม่มีการพิสูจน์ อย่างไรก็ตาม , เหล่านี้ที่คาดว่าจะปรับปรุง
เป็นประสบการณ์เพิ่มเติมได้ ส่วนคำอธิบายโดยย่อของ 6.9 มีบางส่วนของ
โดดเด่นมากขึ้นเปิดระบบที่มีอยู่ในปัจจุบัน หรือมีการวางแผนสำหรับอนาคตอันใกล้ .
หลังจากที่การแทรกเข้าสู่วงโคจร ความน่าเชื่อถือของยานอวกาศที่สามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน ด้วยกลไกที่แตกต่าง
รับผิดชอบหลักสำหรับความล้มเหลวที่เป็นไปได้ ในระยะแรกอาจพบ
ล้มเหลวเนื่องจากไม่มีการใช้งานของระบบ เช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์ , เสาอากาศและอื่น ๆก่อนหน้านี้
เก็บหรือพับได้ส่วนประกอบ ความล้มเหลวของการเริ่มต้นของการทำงานของใช้ในครัวเรือนเช่นทัศนคติ
การควบคุมสถานีรักษาหรือสร้างพลังงาน อาจประจักษ์เองในขั้นตอนนี้ ถ้าข้อบกพร่องการออกแบบ
อยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในใหม่หรือพิสูจน์อุปกรณ์ ระยะที่สองเป็นลักษณะ
สุ่มความล้มเหลวขององค์ประกอบในดาวเทียม ระยะที่สามรวมถึงการขับเคลื่อน
ที่ให้ดาวเทียมไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากขาดสถานีรักษาและควบคุมทัศนคติแม้ว่า
อิเล็กทรอนิกส์อาจจะปฏิบัติการ อย่างไรก็ตาม ดาวเทียม Electronic Engineering Hall ได้สามารถขยาย
ของชีวิตโดยการ หลายปี โดย confining สถานีของพวกเขารักษาทางทิศตะวันออกตะวันตกและเครื่องบิน
ให้ยานอวกาศลอยในทิศทางเหนือใต้ ( ดูมาตรา 6.2.4.3 ) .
รักษาความน่าเชื่อถือของยานอวกาศในวงโคจรระยะเวลาหลายปีได้รับการกังวลของ
การสื่อสารดาวเทียมอุตสาหกรรม ตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง . เป็นชีวิตการดำเนินงานของดาวเทียม
มีข้อได้เปรียบค่าใช้จ่ายน้อยลงมาก เนื่องจากราคาแพง เปิดตัวระบบจะต้องมีการจ้างงาน .
แต่นี้จะเพิ่มความซับซ้อนโดยรวมของต้นทุนการออกแบบยานอวกาศและการก่อสร้าง .
โดยปกติ ผู้ผลิตมีการประมาณความน่าเชื่อถือของยานอวกาศในวงโคจรชีวิตด้วย
สนใจเป็นพิเศษเพื่อประสิทธิภาพของระบบการสื่อสาร
ตัวอย่างผู้ผลิตของ intelsat-v ดาวเทียมประมาณค่าความน่าจะเป็นของดาวเทียมจะ
ปฏิบัติการหลังจากสิบปีในวงโคจรได้ประมาณ 60 % ตามที่คาดไว้ , ระยะเวลาสั้นได้
ปรับปรุงประมาณการ ดังแสดงในรูปที่ 6.33 . หลังจากเจ็ดปี น่าจะเป็นประมาณถูกยกมา
เป็น 76% มีความพร้อมอย่างน้อย 65% ของช่องทางในพื้นที่ใด ๆ รีวิวของโคจร
การแปล กรุณารอสักครู่..
