تحليل قابليت اطمينان در سيستم هاي مخابراتي يك سامانه فضايي

Reliability analysis for communication subsystems in a vehicular spacecraft

در اين مقاله، قابليت اطمينان زيرسيستم¬هاي مخابراتي در يك سامانه فضايي نمونه مورد ارزيابي و تحليل قرار مي¬گيرد. سامانه مورد نظر از زيرسيستم¬هاي مخابراتي مختلفي نظير تله¬متري، تله-كامند و موقعيت¬ياب استفاده مي¬نمايد. هر زيرسيستم از بلوك¬هايي تشكيل شده است كه بخشي از آن¬ها روي سامانه و بخشي ديگر روي زمين مستقر مي¬باشند. پس از معرفي اجمالي بلوك¬هاي كلي زيرسيستم¬هاي مخابراتي و تشريح نقش هر زيرسيستم، خطرات و آسيب¬ها معرفي شده و تحليل درخت خطا ارائه مي¬شود. تخمين عدد قابليت اطمينان در هر زيرسيستم نشان مي¬دهد كه، بدون وجود افزونگي و مقاوم¬سازي روي بخش فضايي، تحقق عدد قابليت اطمينان به صورت تخميني بيش از 94%، براي يك زيرسيستم، امكان¬پذير نمي¬باشد. نتايج حاصل از تخمين نشان مي¬دهند كه، پردازنده¬ها و بخش¬هاي گران-قيمت، لزوماً هميشه آسيب¬پذيرترين بخش زيرسيستم نمي¬باشند و ممكن است برخي بلوك¬هاي ساده و ارزان قيمت، بيشتر در معرض آسيب قرار داشته باشند. توجه به بخش زميني زيرسيستم¬هاي مخابراتي، به جهت عدم وجود محدوديت جرم، از اهميت بالايي در بهبود قابليت اطمينان برخوردار است. در خاتمه، بلوك¬هاي آسيب¬پذيري كه نياز به مقاوم¬سازي دارند، معرفي خواهند شد. مقايسه نتايج حاصل با تجربيات عملي و رصد ميداني نشان مي¬دهد كه نتايج اين تحليل قابل استناد بوده و در زيرسيستم¬ها و يا مأموريت¬هاي مشابه قابل تعميم مي¬باشند.

In this paper the reliability of communication systems in a vehicular spacecraft, including telemetry, telecommand and also tracking subsystems has been examined based on the experimental results. After short reviewing the main blocks of those subsystems and also the probable risks of a space mission, fault tree analysis of the subsystems is presented. The reliability of a subsystem, without any redundancy, has been estimated and leads to maximum 94%. However, the reliability decreases to around 84% in the system level. The results show that, contrary to the expectation, processors and high price parts are not always the most vulnerable parts. In some cases, some simple and low price blocks have more probability of being damaged. Redundancy is an important subject in space missions and is cost effective, with respect to the mass budget, when uses in ground segments. These theoretical results were verified using previous space missions in Aerospace Research Institute.