Giert die ISS im Orbit? Und wenn ja, warum?

Ein NASA-ISS-Referenzhandbuch ( PDF ; 37 MB) erläutert die Verwendung von Reaktionsrädern – Control Moment Gyroscopes (CMGs) – zur Steuerung der Lage/Ausrichtung der Station.

Mein Verständnis ist, dass die Station aktiv gesteuert wird, um den Nadir immer in Richtung Erde (Bauch nach unten) zu halten. Dies wird durch den Post bestätigt: Warum dreht sich die ISS genau einmal pro Umlaufbahn?

[Die ISS behält] eine konstante Lage relativ zu Local Vertical Local Horizontal (LVLH) bei.

Problem: Die meisten Animationen zeigen, wie sich die ISS nach vorne bewegt, aber im Verlauf eines Shuttle-Flugs scheint dies nicht der Fall zu sein, was bedeuten kann, dass die Station in Bezug auf ihre Zenit-Nadir-Achse giert (entweder absichtlich oder aufgrund zu einigen Orbitalmechaniken).

Zum Beispiel zeigt die Ansicht aus dem STS-115-Präsentationsvideo um 4:36 , dass sich das mit der Nase nach oben angedockte Shuttle nach vorne bewegt, was bedeutet, dass sich die Station nach hinten bewegt (russisches Segment zuerst). Das liegt daran, dass das Shuttle an PMA-2 (Destiny forward) angedockt war, was bedeutet, dass wenn die Station Destiny zuerst bewegt, es die Unterseite des Shuttles gewesen wäre, die sich vorwärts bewegt hätte, nicht die Buchttür.

Während des letzten Rundflugs Tage später um 12:43 Uhr sieht man, wie die Station Destiny vorwärts bewegt.

F: Giert (und warum, wenn ja) die ISS im Orbit? Wenn nicht, wie kann diese verknüpfte Ansicht (und andere) erklärt werden?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Wie nach STS-115 zu sehen, um Konfigurationsverwirrung zu vermeiden (Quelle: verlinktes PDF; geändert).

Antworten (1)

tl;dr Während des ISS-Aufbaus manövrierte die Station mehr als heute.

Sie haben Recht, dass der angedockte Shuttle / ISS-Stack während der STS-115-Mission manövriert wurde.

Die geplanten Fluglagen für die letzten Shuttle-Missionen sind in den Abschnitten zur Fluglage-Zeitleiste ihrer Flugpläne verfügbar, die auf der JSC FDF-Seite veröffentlicht sind. Der STS-115 Flugplan ist hier .

Unter Bezugnahme darauf (S. 4-5 und 4-6) können wir sehen, dass der Stapel während des Großteils der angedockten Phase in einer Bias-XLV-ZVV- Lage flog, aber zu einigen XPOP- Lage manövriert wurde, um die Solarfelder einzusetzen von der Mission installiert.

Die ISS wird in die 4A Solar Array Deploy-Haltung manövrieren. Während der ersten Isolierung [ sic ] nach dem Ruhezustand wird von der Besatzung erwartet, dass sie den 4A-Solar-Array-Mast auf 15,5 Buchten (49 %) und dann auf 31,5 Buchten (100 %) aufstellt. Nachdem 4A bereitgestellt wurde und die visuellen Überprüfungen abgeschlossen sind, wird das SSRMS in Vorbereitung auf die Bereitstellung des 2A-Solarfelds eingerichtet. Die ISS manövriert zur 2A Solar Array Deploy-Lage und übergibt die Lagekontrolle an das Shuttle. Das Shuttle behält während des 2A-Einsatzes und für eine zusätzliche Isolationsperiode [ sic ] die Lagekontrolle bei . Der 2A-Solar-Array-Mast wird auf 15,5 Buchten (49 %) ausgefahren, 30 Minuten lang zur thermischen Konditionierung gehalten und dann auf 31,5 Buchten (100 %) vollständig aufgestellt. Die Zeitleiste schützt für 1 Isolierung [ sic] Zeitraum pro Solaranlage und einen zusätzlichen Isolationszeitraum [ sic ] für einen Notfalleinsatz. Nach diesen drei Sonneneinstrahlungsperioden aufgrund der ISS-Thermik 6 Std. Eine Erholungsphase in der nominalen Fluglage ist vor einem weiteren Ausbringversuch erforderlich. Das Shuttle manövriert zurück zur nominellen TEA-Lage, bevor es die Lagekontrolle wieder an die ISS übergibt.

  • -XLV -ZVV bedeutet, dass die negative X-Achse der ISS auf die lokale Vertikale zeigt und die negative Z-Achse in den Geschwindigkeitsvektor zeigt. Diese "voreingenommene -XLV-ZVV"-Lage war eine Drehmoment-Gleichgewichtslage für den Stapel in dieser Phase des ISS-Baus, als die Station asymmetrisch war. Momentengleichgewichtseinstellungen werden hier erklärt .
  • XPOP ​​bedeutet, dass die X-Achse der ISS senkrecht zur Orbitalebene steht.

Der Referenzrahmen der X-Achse senkrecht zur Orbitebene (XPOP) ist in Abbildung C-3 dargestellt. XPOP ​​ist ein Quasi-Trägheitsbezugssystem, das durch ein 90°-Gieren des LVLH-Koordinatensystems am Orbitalmittag sichtbar gemacht werden kann. Die X-Achse zeigt aus der Ebene, während sowohl die Y- als auch die Z-Achse in der Orbitalebene liegen. Beachten Sie, dass im Gegensatz zu LVLH, das sich mit der Station dreht, während sich die Station um die Erde dreht, XPOP fixiert bleibt, wobei die X-Achse der Station aus der Ebene zeigt und die Z-Achse mit dem Orbit-Mittagsvektor ausgerichtet ist. XPOP ​​ist ein „quasi-träges“ Referenzsystem, denn wenn sich die Orbitalebene langsam zurückbildet, wird auch das XPOP-Referenzsystem zurückgebildet, damit die X-Achse weiterhin aus der Orbitalebene heraus zeigt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

(XPOP-Beschreibung und Bild von hier )

Während der frühen, asymmetrischen Phasen des ISS-Baus wurden verschiedene Einstellungen verwendet. Einige andere werden hier besprochen . Ich kann die Lage nicht finden, in der die Proto-ISS vor dem Andocken von STS-115 geflogen ist, aber es war noch eine andere Lage - der Flugplan besagt: "Das Shuttle wird den Stapel nach dem Andocken in die Bias -XLV + ZVV-Lage manövrieren". .

Darüber hinaus (obwohl ich keine öffentliche Dokumentation habe, die darauf hinweisen könnte, die ich gefunden habe) haben sie kürzlich eine Gierneigung in die Einstellungen während hoher Beta-Phasen eingeführt, um die Stromerzeugung zu verbessern.