¿En qué circunstancias sería útil que la velocidad angular de un satélite difiera de la velocidad angular de su marco de referencia?

Leyendo casualmente "mecánica orbital para estudiantes de ingeniería" sobre la dinámica de la actitud del cuerpo rígido, veo el siguiente pasaje:

METRO norte mi t = H ˙ r mi yo + Ω × H
Tenga en cuenta que, mientras que Ω (la velocidad angular del sistema de coordenadas xyz en movimiento) y ω (la velocidad angular del propio cuerpo rígido) son ambas cantidades cinemáticas absolutas, ... Si el marco comóvil está unido rígidamente al marco del cuerpo, entonces ... Ω = ω .

No puedo comprender ninguna razón plausible por la que uno hubiera Ω ≠ ω en absoluto, mucho menos para un satélite. ¿Se presenta alguna situación en la que sería útil describir un satélite de cuerpo rígido con un eje de coordenadas giratorio que difiere de la rotación del propio cuerpo? Parece que los autores son extremadamente cuidadosos para evitar decir que Ω = ω universalmente, lo que me hace sospechar que pueden surgir casos en los que es mejor mantenerlos separados. ¿Cuáles son esas situaciones en el contexto de la dinámica de actitud de un satélite?

La velocidad angular se puede expresar en cualquier marco de referencia, expresando ω en un marco de referencia fijado al cuerpo ( ω = Ω ) tiene la ventaja de obtener una matriz de inercia constante (para un cuerpo rígido) con respecto al tiempo, entonces @uhoh no entiendo el problema del Hubble que estás señalando. Solo puedo pensar en situaciones en las que ha conectado partes móviles a su satélite, por lo que "no importa" qué marco de referencia elija, no puede tener una matriz de inercia constante.
@Julio oh, creo que he leído completamente mal el párrafo. No importa.

Respuestas (1)

Obviamente esto depende del propósito del satélite.

Si el satélite es un telescopio espacial, necesita enfocarse en estrellas distantes; ω = 0 .

Si se trata de un satélite espía que se enfoca en un punto específico de la superficie, girará para apuntar a ese punto.

En el caso de satélites en órbitas muy excéntricas, la velocidad angular a menudo se controla ad-hoc, ya que Ω no es constante, el satélite viaja mucho más lento cerca del apoapsis que cerca del periapsis; Entretanto ω "dejado a su suerte" sería una constante; si el satélite debe enfocarse en la Tierra, debe girarse activamente (ejemplo: satélites en órbita Molniya).

Hay muchas otras aplicaciones en las que es deseable un giro específico o la falta de giro: orientar los paneles hacia el Sol, escanear la superficie en tiras estrechas a través de un haz estrecho, estabilización inercial, gravedad artificial, en todos estos casos. ω será "personalizado".

¿En qué circunstancias sería útil que la velocidad angular de un satélite difiera de la velocidad angular de su marco de referencia?
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