Wie genau setzen die AstroBees Antriebs- und Lageregelung um?

Die (derzeit unbeantwortete) Frage Wie steuert der „Int-Ball“ von JAXA den Luftstrom, um optimal im Inneren der ISS zu navigieren? zeigt einen komplizierten Satz von zwölf geleiteten Luftströmen für das JAXA-Luftfahrtsystem an Bord der ISS.

Jetzt ist die erste von drei AeroBee auf der ISS eingetroffen. Dies sind vielleicht die "Nachfolger" oder die nächste Generation von NASA-Aerobots nach den sehr beliebten und produktiven SPHÄREN.

Frage: Wie implementieren die AstroBees die Lageregelung? Die Bildunterschrift unten beginnt mit der Beschreibung des Luftsystems mit zwei großen Eingängen und zwölf Ausgängen, aber die Details sind nicht gezeigt. In welche Richtung zeigen zum Beispiel die Düsen? Welche Gruppierungen werden für Richtungsantrieb im Vergleich zu Rotationen usw. verwendet?

Die Zahl Zwölf klingt vertraut; dies wird auch vom JAXA-Aerobot verwendet, der in der (derzeit unbeantworteten) Frage diskutiert wird. Wie steuert der „Int-Ball“ von JAXA den Luftstrom, um optimal im Inneren der ISS zu navigieren? .

Aus dem IEEE Spectrum-Artikel NASA Launching Astrobee Robots to Space Station :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Zu den Komponenten von Astrobee gehören mehrere Kameras, ein Touchscreen, ein Laserpointer und Lichter. Das Antriebssystem besteht aus zwei Laufrädern, die Luft im Inneren des Roboters unter Druck setzen, die dann durch eine Reihe von 12 verschiedenen Düsen entlüftet werden kann, die um den Körper des Roboters verteilt sind. Es gibt auch einen „Beenden-Knopf“, der, wenn er gedrückt wird, Astrobee anweisen würde, alles Leben an Bord der ISS zu suchen und zu zerstören ; zumindest nehmen wir das an, aber wir könnten uns irren. Bild: NASA

Der Verweis in der Bildunterschrift auf „alles Leben zerstören“ ist untypisch für das traditionell stoische IEEE-Spektrum.

Antworten (1)

Das Papier Astrobee:Developing a Free-flyingRobot for the International Space Station erklärt das Antriebssystem grob in zwei Sätzen:

Das Antriebssystem von Astrobee besteht aus je einem Antriebsmodul auf zwei Seiten des Freeflyers (Abbildung 3). Jedes Modul umfasst einen Zentrifugalventilator, der das Modul unter Druck setzt, und Düsen auf den x-, y- und z-Achsen, um eine holonome Steuerung mit sechs Freiheitsgraden zu ermöglichen. Astrobee wird in einer ruhigen Umgebung betrieben und bleibt unter den Lärmgrenzwerten der ISS.

Mit vier Düsen pro Achse, 2 Düsen in positiver und 2 in negativer axialer Richtung, können Sie eine lineare Bewegung entlang der Achse herbeiführen, indem Sie zwei Düsen aktivieren, die in die gleiche Richtung zeigen. Das Herbeiführen einer Rotation um die Achse wird erreicht, indem zwei versetzte Düsen aktiviert werden, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Um "komplizierte" Bewegungen zu machen, kombinieren Sie einfach mehrere Aktionen von verschiedenen Achsen. Außerdem würde ich annehmen, dass die Astrobees Reaktionsräder für präzise Bewegungen haben.

Es ist ein ähnliches System wie der JAXA Int-Ball. Astrobees verwenden zwei Lüfter, um 12 Ausgänge/Düsen anzutreiben, anstelle des Int-Ball, der 12 Lüfter verwendet, die von 2 Einlässen gespeist werden.

Fun Fact: Die Radialventilatoren der Astrobees müssen sich in entgegengesetzte Richtungen drehen, um einem Drehmoment entgegenzuwirken.

Mit vier Düsen pro Achse, 2 Düsen in positiver und 2 in negativer axialer Richtung, können Sie eine lineare Bewegung entlang der Achse herbeiführen, indem Sie zwei Düsen aktivieren, die in die gleiche Richtung zeigen. Das Herbeiführen einer Rotation um die Achse wird erreicht, indem zwei versetzte Düsen aktiviert werden, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Es ist die Standardfunktionalität eines RCS. Um "komplizierte" Bewegungen zu machen, kombinieren Sie einfach mehrere Aktionen von verschiedenen Achsen. Außerdem würde ich annehmen, dass die Astrobees Reaktionsräder für präzise Bewegungen haben.
@uhoh Ich habe die Erklärung zu meiner Antwort hinzugefügt. Und ich kann mir wirklich nicht vorstellen, dass sie es anders machen würden, denn wenn sie ein elegantes und neues Steuerungssystem implementiert hätten, hätten sie einen Weg gefunden, all diese Düsen und Lüfter zu reduzieren. Das sind viele Komponenten, die ausfallen können.
Wie genau setzen die AstroBees Antriebs- und Lageregelung um?
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