El uso de sensores y láseres parece obvio, pero ¿qué entra en el sistema que logra esto? ¿Qué implica el proceso? El ejemplo incluye el acoplamiento autónomo reciente de SpaceX a la ISS de Crew Dragon.
Los rusos han utilizado un sistema de acoplamiento conocido como Kurs durante bastante tiempo. Progress, Soyuz y el ATV (de la ESA, usando equipo de Rusia) se acoplan todo el tiempo en modo automatizado usando Kurs.
SpaceX desarrolló su propio hardware/software de acoplamiento/aproximación y lo probó inicialmente en una misión del transbordador antes (para pretender acoplarse junto con el transbordador) antes de usarlo en las cápsulas Dragon Cargo.
Una vez que se establece la línea de visión al puerto de atraque seleccionado, el Estándar del sistema de atraque internacional ( https://www.internationaldockingstandard.com/ ) en la sección 3.5 define tres objetivos visuales que se pueden usar para medir la orientación relativa entre la nave espacial y el puerto.
Hay 3 objetivos reflectores perimetrales (PRT) que son retrorreflectores que se pueden usar desde distancias más largas. Una vez más cerca, hay objetivos de acoplamiento periféricos (PDT) y un objetivo de acoplamiento de línea central (CDT). Actúan de manera similar a las miras de hierro de un arma de fuego.
Los objetivos se pueden ver en esta imagen del IDA-2 antes de la instalación en la ISS: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:IDA-2_upright.jpg .
Los PRT son las pequeñas características negras que sobresalen un poco del puerto, hay dos en la parte superior (uno está en una abrazadera azul) y hay uno a la derecha. El PDT está en la parte inferior derecha, puedes reconocer los círculos que sobresalen. El CDT está fijo en el lienzo detrás del IDA, está parcialmente oscurecido en esta imagen.
Editado para agregar: Si bien no he encontrado información definitiva sobre Crew Dragon, en STS-127, STS-129 y STS-133 SpaceX probó el sistema DragonEye LIDAR que fue diseñado para la antigua cápsula Dragon para ubicar los retrorreflectores en el estación. Para acercarse más, hay una cámara en el centro del puerto de atraque de Crew Dragons, justo enfrente del CDT en la estación.
Puedes ver imágenes de la cámara en el video oficial de la NASA a las 27:02:
En realidad es bastante simple. Una nave espacial realmente tiene el modelo más simple de dinámica y control: tiene un control independiente de los 6 grados de libertad y todos son perfectamente lineales y newtonianos, y casi no tiene perturbaciones ni interferencias. Comparativamente, los automóviles, los aviones y los helicópteros son mucho más complicados (cada vez se acoplan más grados de libertad y el entorno podría molestarlo gravemente).
Básicamente,
P) cuanto más lejos, más fuerte empujas (deja de empujar cuando hayas alcanzado el objetivo)
I) Empuje gradualmente más y más fuerte, cuando esté lejos, pero tenga cuidado de no pasarse (reduzca gradualmente la fuerza o empuje hacia atrás cuando esté cerca)
D) Cuida tu velocidad.
Los astronautas humanos básicamente hacen lo mismo en modo manual: así
Todo lo anterior es cierto, pero es más difícil de lo que parece. Infórmese sobre Gemini 4. Durante esa misión, los astronautas intentaron volar hacia el propulsor Titán gastado como un paso hacia la cita. Fue un desastre. Nada funcionó como se esperaba.
La mecánica orbital es bastante contraria a la intuición. Tu altitud determina tu velocidad, por lo que en algún momento acelerar significa vectorizar hacia abajo, etc. Lo descubrieron al final de Géminis.
Entonces, los astronautas le dicen a la nave que vaya "por ese camino" y las computadoras disparan propulsores en una variedad de direcciones para que ocurra "por ese lado".
david hamen