Wie gut könnte das ISS-Lagekontrollsystem Perioden der Astronautenaktivität erkennen?

Die Frage Warum beginnt sich die ISS nicht zu drehen, wenn Leute hineingehen? ist teilweise deshalb gut, weil es mehrere gute, informative Antworten gegeben hat. Einer von ihnen ist besonders faszinierend, weil er die folgende Aussage enthält:

Im Mission Control Center war es möglich, anhand der Funktionsweise der CMGs (vier davon) festzustellen, ob die Astronauten wach waren. Aber die Bewegungen sind sehr klein.

Die Physik macht natürlich Sinn. Wenn sich Astronauten (insbesondere) entlang der Vorwärts-/Rückwärtsachse (Rollachse) der ISS bewegen, kann die Bewegung der Masse relativ zum Zentrum das Trägheitsmoment um die Links-/Rechtsachse (Nickachse) verändern. Unter der Annahme, dass der Drehimpuls erhalten bleibt, ändert dies die Rotationsrate um die Nickachse.

Wie in dieser hilfreichen Antwort erwähnt, dreht sich die ISS alle 93 Minuten einmal um ihre Nickachse, um den "Boden" in Richtung des Nadirs zu halten.

Wenn also alle zum vorderen und hinteren Ende "rannten" und eine Weile warteten, würde sich die Rotationsrate verlangsamen und die ISS würde sich langsam aufrichten. Wenn sie dann alle zur Mitte "liefen", würde sich diese Drift umkehren und es würde wieder nach unten fallen.

Meine Frage ist, wie empfindlich das Lageregelungssystem ungefähr auf diese Art von Aktivität reagiert? Ist es etwas, das über einen Zeitraum von Sekunden oder Minuten oder eher wie einen Tag erkannt werden kann? Wie gut (und wie schnell) kann das ISS-Lagekontrollsystem Phasen der Astronautenaktivität erkennen und auflösen?

Denken Sie darüber nach, wie stark sich der Schwerpunkt verschiebt, wenn sich der Astronaut um die Station bewegt. Die Station hat eine Masse, die viel größer ist als die des Astronauten. Der vermittelte Drehimpuls beim Verschieben der Position innerhalb der Station spiegelt dies wider. Verlagert man etwa 1/5000 der Masse der Station vom Zentrum nach außen, so beträgt die maximale Verschiebung des Drehimpulses ebenfalls 1/5000. Bei einer Drehung von 93 Minuten würde die Drehung also um etwa 1 Sekunde abweichen - natürlich ohne Berücksichtigung der anfänglichen Massenverteilung innerhalb der Station, sondern mehr über die allgemeine Skala.
@Adwaenyth Man muss es aus der Perspektive von Momenten betrachten, nicht von Massen. Ein Großteil der Masse befindet sich entlang der Backbord- / Steuerbordachse, wo die Auswirkungen viel geringer sind. Ich bin mir ziemlich sicher, dass diese Trägheitsmomente bereits in ISS-Dokumenten online tabelliert sind. Die andere Hälfte des Problems besteht darin, die Empfindlichkeit des ADCS-Systems oder anderer Lagesensoren nachzuschlagen.
Wenn also alle zum vorderen und hinteren Ende "rannten" und eine Weile warteten, würde sich die Rotationsrate verlangsamen und die ISS würde sich langsam aufrichten. Ich bin mir nicht sicher, welche Achse Sie als vorne-hinten beschreiben, aber ich glaube, die Rotationsachse ist parallel zur langen zentralen Wirbelsäule. Um das Trägheitsmoment zu ändern, müssten sie sich senkrecht zur Wirbelsäule bewegen.
@BenCrowell Nun, ich bin mir nicht sicher, welche Achse Sie als zentrale Wirbelsäule bezeichnen, da die ISS ein Kreuz aus zwei senkrechten Strahlen ist, aber vorne wäre mit Sicherheit die Richtung, in die sie sich auf ihrer Umlaufbahn um die Erde bewegt, und hinten wäre der Ort wo der orbitanhebende Motor ist, ihn nach vorne schieben . Schauen Sie auch noch einmal hin und Sie werden sehen, dass der vorherige Absatz erklärt: "Da sich Astronauten (insbesondere) entlang der Vorwärts-/Rückwärtsachse (Rollachse) der ISS bewegen", denke ich, dass wir uns alle einig sind, welche Achse die Rollachse ist, außer diese Jungs :)
Damit denke ich jetzt darüber nach, wie hoch die Sensorgenauigkeit ist, die solche Raten erkennen und CMGs steuern kann

Antworten (1)

Wenn Sie Linear- und Rotationsbeschleunigungsmesser haben, können Sie das leicht erkennen. Während Ruheperioden (Schlaf der Besatzung) schwankt die Struktur des Fahrzeugs nicht so drastisch wie wenn sich die Besatzung im Inneren bewegt und von der Struktur abprallt.

So kann ADCO anhand der Fahrzeugtarife leicht feststellen, ob die Besatzung wach ist oder schläft.

Danke für deine Antwort und Willkommen im Weltraum! Die Frage lautet: " Wie gut kann ..." und ich denke, Ihre Antwort lautet, dass es "... leicht herausfinden kann ...". Können Sie erwähnen , woher Sie wissen , dass die Betrachtung der Fahrzeugpreise dies leicht zeigt? In Stack Exchange ist es wichtig, unterstützende Links oder Verweise auf Aussagen hinzuzufügen, die zur Beantwortung von Fragen verwendet werden. Ich habe das Gefühl, dass Sie Recht haben, aber es muss irgendwie unterstützt werden. Vielen Dank!
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