宇宙船の電源周波数
回答:
Voyeagerの状況は、上記の別の回答で述べたものよりも複雑です。NASAからの詳細は次のとおりです。
放射性同位体の熱電発電機からの電力は、シャントレギュレータによってDC 30ボルトで一定に保持されます。30ボルトは、一部の宇宙船機器に直接供給され、配電サブアセンブリで他の機器に切り替えられます。主電源インバーターには、ほとんどの宇宙機サブシステムで使用される2.4 kHz方形波ACへの変換用に30ボルトDCも供給されます。繰り返しになりますが、AC電源は機器に直接供給することも、電源リレーでオンまたはオフにすることもできます。
インバータに加えて、DCサブシステムのユーザーの中には、無線サブシステム、ジャイロ、推進隔離バルブ、一部の科学機器、ほとんどの温度制御ヒーター、および惑星電波天文学アンテナを配備したモーターがあります。宇宙船の他の要素はAC電源を使用します。
メインとスタンバイの2つの同じ2.4 kHzパワーインバーターがあります。メインインバーターは打ち上げからオンになり、ミッション中ずっとオンのままです。メインインバーターの誤作動または故障の場合、パワーチェーンは、1.5秒の遅延の後、自動的にスタンバイインバーターに切り替えられます。切り替えが行われると、元に戻すことはできません。
フライトデータサブシステムからの4.8 kHzの同期およびタイミング信号は、インバーターの周波数基準として使用されます。周波数は2で除算され、出力は2.4 kHzです。AC規制は.004パーセントまで正確です。4.8 kHzのタイミング信号は、宇宙船のマスタークロックを含むコンピューターコマンドサブシステムに順番に送信されます。
そのため、2つの並列配電方式（DCおよびAC）を使用しました。
編集：そして、はい、ACは50V RMSでした。後のNASA会議で図を見つけました：
その会議から、追加の400 Hz ACインバーターを備えたバイキングはさらに複雑になりました。ガリレオがボイジャーと同じ冗長インバーター構成を持っているという言及もあります（ただし、他の詳細はありません。おそらく設計段階にあったためでしょう）。
GE Voyagerの設計ドキュメントから、 Voyagerは当初400バイキングのバイキングと同様に設計されていたようですが、最後の反復で2.4 KHz ACのみを使用するように修正されました。400 Hzの機器を使用する理由は明らかです。つまり、航空機器と部品を共有します。2.4 KHz機器は前者から合理的に簡単に派生したものと推測しています（周波数は倍数であるため）が、2.4 KHz ACの理論的根拠はまだどこにも明示的に述べられていません。
バイキングの詳細は次のとおりです。400Hzのパワーバスの使用を確認します。
VOには、2.4 kHzの単相、400 Hzの三相、調整済みDC（30 Vおよび56 V）および未調整のDC（25 V〜50 V）電源がありました。規制されていないDC電力もVLCに提供されました。4つの二重セクションの折りたたみ式ソーラーパネルに配置された太陽電池の配列は、すべての太陽指向の操作に主要な電力を供給しました。2つの同一のニッケル-カドミウム電池が、オフサン運用の二次電源として使用され、電力需要がソーラーアレイの能力を超えたときに負荷を共有しました。2つのバッテリー充電器、2つのブースターレギュレーター、2つの2.4 kHzインバーター、2つの400 Hz 3相インバーター、2つの30 V DCコンバーター、および関連する電源ロジックと制御およびスイッチング機能により、冗長な電力調整および配電機能が提供されました。（図6の簡略化されたブロック図を参照してください。）ハードウェア、動作モード、およびパフォーマンスについては、「電源サブシステム」セクションで詳しく説明しています。VOの規制されていない（生の）電源バスは、ソーラーパネルとバッテリーによって供給されました。これらの2つの電源は、3つの安定した飛行中動作モードと、次の4番目の短期動作モードによって特徴付けられる動的システムを形成しました。[数ページ続くため、モードを切り取った]
pの表Vから NASA-HDBK-4001の21（1998） GalileoとMagellan（両方1989）は、2.4kHz ACを使用した最後のNASAプロジェクトでした。また、そこから、私は2.4 kHzが30年の間NASAの標準であると結論付けました。そこに記載されている最初の用途は、マリナー2（1962）です。しかし、1990年以降、ハッブル、1992年の火星観測者、カッシーニなどはすべてDCのみを使用していました。
400 Hz ACの使用を調査するには、マリナーVレポートを見る価値があります。
ブースターレギュレーターは、25〜50 Vの入力電圧変動で動作するように設計されました。電源サブシステムには、2つのブースターレギュレーターが含まれています：（1）2.4 kHz単相インバーターと400 Hzの3相に電力を供給する操縦ブースターレギュレーター姿勢制御用のインバーターと宇宙船操縦中のジャイロ電力、および（2）ミッション全体を通じてすべての宇宙船と科学機器に電力を供給する2.4 KHz単相インバーターを駆動するメインブースターレギュレーター。
そのため、（3相）400 Hzには、NASA航空機での使用が比較的限られているように見えます：主にジャイロと姿勢制御用であり、さらに多くのサブシステムに2.4 kHz単相AC電源も使用しました。Galileo / Magellanのドキュメント（残念ながらかなり広がっています）に400 Hzの機器に関する記述が見つかりません。したがって、おそらくVoyagerの時代頃に、よりニッチな400 Hz AC機器が最初に段階的に廃止されたようです。
私は、1ダースのサブオービタルショットと1つの衛星のペイロードを作成しました。ACは使用されませんでした。私たちのミッションは、実際には長期間の惑星間旅行ではなかったため、航空宇宙規格に合わせて構築された市販のDC-DCコンバーターを使用しました。衛星は、6〜7年経ってもまだ機能していると思います。コンバーターの周波数は、約550 KHzだったと思います。
NASAがその任務のために何をするのか、私は知りませんが、彼らは彼ら自身を転がすことを期待しています。
ほとんどの宇宙船は、高効率のDC-DCコンバータを備えたDC配電システムを使用しています。これは、宇宙船のすべての電源がDCであるためです。ソーラーアレイ、バッテリー、燃料電池、RTGなど。飛行機はエンジンに接続された発電機を使用して電力を供給するため、ACの使用は簡単です。宇宙船では、常にDCで始まるため、後でDCに戻すために配布のためにACに変換しても意味がありません。（まあ、スイッチング電源はACに変換して内部で元に戻しますが、ACとしては分配されません）。コンピュータやその他の家電製品の一般的なスイッチング電源と同様に、宇宙船のDC-DCコンバーターはスペースを節約するために高周波（kHzまたはMHz）で動作します。ただし、ある時点でスイッチング損失とのトレードオフがあります。
Voyagerプローブには50 Vの方形波2.4 kHz電源があり、2.4 kHzおよび7.2 kHz（方形波の次に重要な倍音）の無線データからフィルタリングする必要がありました。ソース