Wie gut könnte die Tether-Tension-Methode zur Lageregelung letztendlich tatsächlich für ein CubeSat-System funktionieren?

Der neue Artikel von phys.org Bild: Kleiner Satellit, der von der Raumstation aus eingesetzt wird, zeigt den von der ISS aus eingesetzten Cubesat-Flugzeug Space Tethered Autonomous Robotic Satellite (STARS-C).

Ein Satellit wird am 19. Dezember 2016 aus dem Small Satellite Orbital Deployer der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) auf der Internationalen Raumstation ausgestoßen. Der Satellit besteht eigentlich aus zwei kleinen Satelliten, die, sobald sie sich in sicherer Entfernung von der Station befinden, voneinander getrennt werden andere, waren aber noch durch ein 100 Meter langes Kevlar-Tether verbunden.

Dies ist die dritte in einer Reihe von STARS-Tethering-CubeSat-Missionen, und das 100-Meter-Tethering ist beispielsweise ein bedeutender Schritt über das 10-Meter-Tethering von STARS-2 hinaus.

Es gibt eine Reihe von wissenschaftlichen und technischen Fragen, die von dieser Missionsreihe angesprochen werden müssen. Meine Frage betrifft nur die Methode der Halteseilspannung zur Lagekontrolle des „Tochtersatelliten“.

Weltraumgebundener autonomer Robotersatellit-2)

oben: "Abbildung 8: Modell der Lagekontrolle des Tochter-Subsatelliten durch die Armverbindungstechnik (Bildnachweis: Kagawa University)" von hier .

Ich wundere mich über die Dynamik dieses Systems während einer Einstellungsänderung. Wenn ich das richtig verstehe, hält der Tochter-Subsatellit die Leine mit einem gelenkigen "Arm", und eine Änderung der Ausrichtung des Arms (Artikulation der "Schulter" des Arms) ändert die Haltung des Subsatelliten in Bezug auf die Leinerichtung. und damit der Nadir.

Würde eine auf diese Weise vorgenommene signifikante Lageänderung (z. B. 30 Grad) dazu neigen, Schwingungen zu erzeugen, die eine Dämpfung erfordern? Könnte es verwendet werden, um ein kleines Teleskop oder eine Richtantenne zu richten, um einen Punkt auf der Erde (etwa 1,1 Grad/s bei 400 km) für etwa 30 Sekunden zu verfolgen, dann innerhalb von 5 oder 10 Sekunden zum nächsten Punkt zu schwenken und dann diesen Punkt zu verfolgen, Oder würde das Ganze einfach anfangen zu schwingen und eine Art Dämpfungsmechanismus erfordern?

Ich meine nicht eine perfekte Bodenverfolgung, sondern nur etwas, um den größten Teil der scheinbaren Bodenbewegung der Erde von etwa 7 km / s zu beseitigen, die durch eine Teleobjektivkamera oder ein kleines Teleskop gesehen wird, damit angemessene Verschlusszeiten (oder Bilderfassungsraten) möglich sind mit bescheidener Blendenzahl verwendet werden.

Ich hoffe jemand antwortet, sollte interessant sein. Als wir an der Simulation des Tethered Satellite Systems arbeiteten, war das Kontrollsystem sehr empfindlich . spacefacts.de/mission/alternate/photo/sts-75.jpg
@OrganicMarble Öffnen Sie die Pod-Bay-Türen HAL ... i.stack.imgur.com/NrN5W.png Ich wusste nichts davon, werde einen Blick auf youtu.be/pQTMliO1JVc werfen

Antworten (1)

Es gibt potentiell viele Formen von Oszillationen, die alle irgendeine Art von Dämpfung erfordern würden. Jeder Versatz von gerade ist ein höherer Energiezustand, und das System wird nicht ohne Dämpfung absterben. Es gibt jedoch bereits eine natürliche Form der Dämpfung. Das Ausdehnen und Zusammenziehen des Halteseils wird einen Teil dieser Energie dämpfen. Es ist erwähnenswert, dass dies kein starker Dämpfer ist, es sei denn, es gibt eine proaktive Dämpfung. Dies ist die Verlängerung relativ zur Länge des Halteseils, da der Tochtersatellit winzig und gut innerhalb elastischer Grenzen oszilliert.

Es gibt auch eine induzierte Oszillation von der Art der Bewegung, bei der die beiden ihren Massenmittelpunkt umkreisen. Dies hat auch einen winzigen Dämpfungskoeffizienten (ähnlich wie alle Monde gezeitenstabilisiert sind).

Allerdings eine sehr einfache Zugabe von etwas, das das passiv dämpft P H ich Bewegung in Ihrem Diagramm wäre sehr effektiv, um das System insgesamt zu dämpfen. Tatsächlich wäre dies, selbst wenn dies nicht absichtlich geschehen würde, wahrscheinlich die Hauptquelle der Dämpfung.

Es ist nicht möglich, Zahlen zu nennen, ohne das System als Ganzes genauer zu verstehen, aber:

  • Seine wahrscheinliche Stabilität wäre ein Problem, wenn keine Vorkehrungen dafür getroffen würden.

  • Aber mit Bedacht sollte es möglich sein, das zu erreichen, was Sie wollen, ohne ein komplexes aktives Dämpfungssystem.

Wie gut könnte die Tether-Tension-Methode zur Lageregelung letztendlich tatsächlich für ein CubeSat-System funktionieren?
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