Műholdfedélzeti energiaellátó rendszerek tervezése során a legfontosabb szempontok közé tartozik a megbízhatóság, valamint a jó hatásfokú működés biztosítása.
Különösen igaz ez kisméretű műholdak esetén, ahol a napelemtáblák mérete erősen korlátozza a fedélzeti egységek által felhasználható energiát. A megbízhatósági megfontolásokat tekintve az űr, mint működési környezet számos követelményt támaszt a műhold alaprendszereivel szemben: ilyen a széles hőmérsékleti tartományban való működés, a sugárzásállóság, a vákuumban való működőképesség, valamint a pályára állítás okozta mechanikai terhelés elviselésének kritériuma. A fenti követelmények alapvetően meghatározzák a rendszertechnikai megfontolásokat, az áramköri tervezést és az alkatrészek kiválasztását is.
A jelen cikkünkben bemutatott tápegység alacsony pályás műholdak napelemes energiaellátó rendszerének egyik alapegysége, a vezérlő egység tápellátását biztosítja. A tápegység a műhold fő energiabuszára csatlakozik, kimenete pedig a vezérlő egység által igényelt feszültség- és áramviszonyokat biztosítja. Az energiaellátó rendszer vezérlő egységének legfontosabb funkciói a következők:
Jelen esetben az egyszerűség és a flexibilitás érdekében az egység szintű tartalékolás biztosítja az egy pont meghibásodás elleni védelmet. A tápegység olyan vezérlő egységhez lett optimalizálva, mely szintén egység szintű, meleg redundanciával működik, vagyis két egymással teljesen ekvivalens áramkör táplálása egyszerre történik, és a fedélzeti számítógéppel való kommunikáció határozza meg, hogy melyik látja el a vezérlő funkciókat. Ezzel összhangban a vezérlő egység két azonos blokkja számára két meleg redundanciával működő tápegység szolgáltatja az energiát.
A kifejlesztett tápegység az ESA standard +28V-os, illetve az ezen feszültség közelében ingadozó – kisműholdaknál gyakran alkalmazott – változó buszfeszültségű architektúrához is jól illeszthető, így a legtöbb kisműholdas energiaellátó rendszerben alkalmazható. Mivel az energiaellátó rendszer vezérlő egysége ennél alacsonyabb (tipikusan 5 V, 3,3 V, vagy újabb rendszerekben akár ennél is alacsonyabb) tápfeszültséget igényel, ezért energiaellátását egy feszültségcsökkentő DC/DC konverter biztosítja. A tápegység funkcionális blokkvázlata az alábbi ábrán látható:
(Folytatjuk!)
Kocsis Gábor, Váradi Zsolt
Kapcsolódó cikkek:
Mivel a vezérlő egységnek a fenti feladatokat a misszió során folyamatosan, megszakítás nélkül el kell tudni látnia, ezért folyamatos, nagy megbízhatóságú, stabil táplálást igényel. A megbízhatósági kritérium jelen esetben az, hogy az egység bármely részében bekövetkezett egy pont meghibásodás esetén is minden funkcióját tökéletesen ellássa. Ennek biztosítására többféle koncepció létezik, pl. bizonyos alkatrészek többszörözése, a megfelelő áramköri funkciók redundáns módon való biztosítása, illetve az egész egység tartalékolása.
Műholdfedélzeti nagy megbízhatóságú kapcsolóüzemű tápegység (2. rész)
A Magyar Űrkutatási Iroda támogatásával megvalósult témapályázat keretében megkíséreltük specifikálni egy kisműhold akkumulátor egységét. 
