Wie kann ein auf einem Raumschiff montierter „Star Tracker“ die „absolute Lage“ berechnen?
Moderne Sterntracker sind Digitalkameras, die mit hochentwickelter Computerausrüstung gekoppelt sind, die Mustervergleichstechniken verwendet, um zu bestimmen, welche Sterne sich in dem von der Kamera aufgenommenen Bild befinden. Die Position eines Sterns im Kamerabild liefert zwei Informationen, was nicht ganz ausreicht, um die Ausrichtung des Sterntrackers zu bestimmen. Es werden mindestens zwei Sterne benötigt, die vier Informationen liefern. In der Praxis werden mehrere Sterne verwendet und die Orientierung wird über einen Filter der kleinsten Quadrate bestimmt.
Die Sonne oder ein heller Planet im Sichtfeld würde die empfindlichen Geräte beschädigen. Star Tracker verwenden normalerweise einen Sonnensensor, um den Verschluss an der Star Tracker-Kamera zu schließen. Wenn der Verschluss geschlossen ist, ist der Star Tracker vorübergehend offline. Einige Fahrzeuge verwenden aus diesem Grund mehrere Stern-Tracker oder Stern-Tracker mit mehreren Köpfen.
Zumindest auf dem Shuttle-Orbiter wurde in den beiden Sterntrackern (einer pro Tracker) ein vordefiniertes, bekanntes Sternenpaar erfasst. Dies definierte die Lage des Fahrzeugs, da die Position der Sterne bekannt war und die Position der Tracker im Fahrzeug bekannt war. Dies geschah, weil ...
Die Ausrichtung der IMUs ist ungefähr alle 12 Stunden erforderlich, um die IMU-Drift zu korrigieren, innerhalb von ein bis zwei Stunden vor der Dauer eines größeren Schubs im Orbit oder nach einer optischen Ausrichtung der Besatzung, die die IMU-Ausrichtung anvisiert. Die IMU-Ausrichtung wird erreicht, indem die Sterntracker verwendet werden, um den Sichtlinienvektor zu mindestens zwei Sternen zu messen. Mit diesen Informationen berechnet der GPC die Ausrichtung zwischen diesen Sternen und dem Orbiter, um die Lage des Orbiters zu definieren. Ein Vergleich dieser Lage mit der von der IMU gemessenen Lage liefert den Korrekturfaktor, der notwendig ist, um den IMU-Fehler zu nullen.
IMU = Trägheitsmesseinheit GPC = Universalcomputer
Von hier . (Die Verweise darauf, wie oft die IMUs ausgerichtet werden müssen, stammen von früh im Programm, vor IMU-Upgrades).
David Hammen
Organischer Marmor