在DARPA计划中,完整RSV系统(带有效载荷的平台)需具有导航、控制、检查、抓取、维修、升级、通信以及补给等功能。但具体设计将根据以下因素而有所不同,包括但不限于:商业案例、所需的在轨服务任务总数量、在轨服务任务频率和RSV系统的总任务寿命。总之,RSV需能在GEO的任何地方实施在轨服务。
如图下所示,RSV系统将由 RSV平台(蓝色)和 RSV有效载荷(绿色)组成。
RSV平台主要由以下几个子系统组成:
电力系统(EPS)。RSV平台为子系统提供发电、分配、故障管理与存储服务,同时也为RSV有效载荷提供运行及续航电源。RSV平台还需要在某些任务阶段提供约300Ah的存储能量运行平台及其有效载荷。平台为有效载荷提供的电力约为30~34V,该电压范围对操作RSV有效载荷的FREND机械臂的运行至关重要。
指挥、遥测与数据处理(CT&DH)。CT&DH系统能够监视平台健康状态、控制平台子系统与有效载荷续航加热装置。该子系统为RSV系统提供定时源以及为有效载荷与地面站提供指挥/遥测接口。目前,RSV平台和效载荷数据交换的关键设计包括:一个用于地面指挥与遥测的完整复式差分时钟和数据接口,一个以星上控制为目的的用于平台和有效载荷之间指挥响应的复式差分接口,以及一个用于高速任务数据的单向差分时钟和数据接口。指挥与遥测/响应回路不会超过2Mbit/s传输速率,地面实际指挥数据速率也在10kbit/s范围内。高速任务数据接口预计最小传输速率为10Mbit/s。
通信与跟踪(C&T)。RSV平台提供通信子系统,需在所有任务的关键操作中与地面站进行持续的通信。该子系统的能力包括:自主操作时上行链路速率为10kbit/s;下行链路速率为10Mbit/s;上行链路与下行链路信号加密。
推进系统。RSV平台推进系统可以使用化学推进和/或电推进。推进系统设计必须考虑到RSV系统的整体任务寿命,包括轨道转移、轨道维持、在轨激活与检查、政府演示任务、全寿命周期内的在轨服务任务以及任务末期的移除机动。同时,推进系统的设计尺寸需在交会与近距离操作任务的相应尺寸内,在任务期间尽可能少的减少能量消耗。
导航、制导与控制。RSV平台为三轴稳定设计,姿态测量精度达0.05°,绝对轨道距离精度达百米,姿态控制精度达到0.25°。平台应携带相对导航滤波器,在交会与近距离操作阶段能够以1~5Hz的频率接收RSV有效载荷的姿态估计,并向有效载荷返回一个5Hz的滤波姿态。为实现RSV系统与客户卫星的交会与近距离操作,有效载荷能为RSV平台相对导航滤波器以1Hz频率提供方位数据。与客户卫星交会时,其作用范围为160~1km,在与有效载荷在轨交付(POD)系统交会时,其作用范围为20~1km。同时,在1km~100m范围内,有效载荷以5Hz的频率向平台相对导航滤波器提供三维位置数据,在小于100m范围内,有效载荷实施抓捕,以5Hz的频率向平台相对导航滤波器提供六维位置数据。
热控系统(TCS)。若RSV的有效载荷不向平台传输热能,则有效载荷的质量会有所增加。热控系统设计则解决了这一难点:平台为有效载荷的加热器提供开关电源,并处理温度传感器(约50个铂金电阻温度计和约32个热敏电阻),使得有效载荷能够在RSV的所有操作模式和任务阶段获取能量。
任务管理飞行软件。RSV平台和有效载荷共享任务管理器功能,因此接口的开发将成为两者协同工作的关键。平台的任务管理器将监视平台和有效载荷的运行状态,支持项任务活动。商业合作公司研发的平台任务管理器提供可配置多功能的故障检测、隔离与恢复(FDIR)能力,能够响应平台和有效载荷的活动需求与故障检测。同时,平台任务管理功能为支持在轨服务的任务活动,为平台和有效载荷提供运行状态。