¿La ISS gira en órbita? Y si es así, ¿por qué?

Una guía de referencia de la ISS de la NASA ( PDF ; 37 MB) explica el uso de ruedas de reacción, giroscopios de momento de control (CMG), para controlar la actitud/orientación de la estación.

Tengo entendido que la estación se controla activamente para mantener el nadir siempre apuntando hacia la Tierra (con la barriga hacia abajo). Esto lo confirma la publicación: ¿Por qué la ISS gira exactamente una vez por órbita?

[La ISS mantiene] una actitud constante relativa a Local Vertical Local Horizontal (LVLH).

Problema: la mayoría de las animaciones muestran la sección de avance de la ISS hacia adelante, pero durante el transcurso de un vuelo del Transbordador, ese no parece ser el caso, lo que puede significar que la estación está guiñada con respecto a su eje cenit-nadir (ya sea a propósito o debido a a alguna mecánica orbital).

Por ejemplo, en el video de presentación de STS-115 a las 4:36 , la vista muestra el transbordador atracado con la nariz hacia arriba moviéndose hacia adelante, lo que significa que la estación se está moviendo en la sección de popa hacia adelante (primero el segmento ruso). Esto se debe a que el transbordador se acopló en PMA-2 (Destiny adelante), lo que significa que si la estación está moviendo Destiny primero, habría sido la parte inferior del transbordador moviéndose hacia adelante, no la puerta de la bahía.

Durante el sobrevuelo final días después a las 12:43 , se ve la estación haciendo avanzar a Destiny.

P: ¿ La ISS gira en órbita (y por qué, en caso afirmativo)? Si no, ¿cómo se puede explicar esa vista vinculada (y otras)?

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Como se ve después de STS-115 para evitar confusiones de configuración (fuente: PDF vinculado; modificado).

Respuestas (1)

tl;dr Durante el montaje de la ISS, la estación maniobró más de lo que lo hace en estos días.

Tiene razón en que el transbordador acoplado / la pila ISS maniobró durante la misión STS-115.

Las actitudes planificadas para las últimas misiones del transbordador están disponibles en las secciones de la línea de tiempo de actitudes de sus planes de vuelo, publicados en la página JSC FDF. El plan de vuelo del STS-115 está aquí .

Haciendo referencia a eso (págs. 4-5 y 4-6), podemos ver que durante la mayor parte de la fase acoplada, la pila voló en una actitud Bias -XLV -ZVV , pero maniobró a un par de actitudes XPOP para el despliegue de los paneles solares. instalado por la misión.

ISS maniobrará a la actitud 4A Solar Array Deploy. Durante el primer período de aislamiento [ sic ] después de la suspensión, se espera que la tripulación despliegue el mástil 4A Solar Array en 15,5 bahías (49 %) y luego en 31,5 bahías (100 %). Una vez que se implementa 4A y se completan las verificaciones visuales, el SSRMS se configurará en preparación para la implementación de matriz solar 2A. ISS maniobrará a la actitud 2A Solar Array Deploy y entregará el control de actitud al transbordador. El transbordador mantendrá el control de actitud durante el despliegue 2A y durante un período adicional de aislamiento [ sic ]. El mástil 2A Solar Array se despliega en 15,5 bahías (49 %), se mantiene durante 30 minutos para acondicionamiento térmico y luego se completa el despliegue en 31,5 bahías (100 %). La línea de tiempo protege para 1 aislamiento [ sic] período por panel solar y un período adicional de aislamiento [ sic ] para un despliegue de contingencia. Después de estos tres períodos de insolación, debido a la térmica de la ISS a 6 hr. Se requiere un período de recuperación en la actitud nominal antes de otro intento de despliegue. El transbordador maniobrará de regreso a la actitud TEA nominal antes de devolver el control de actitud a la ISS.

  • -XLV -ZVV significa que el eje X negativo de la ISS apunta a la vertical local y el eje Z negativo apunta al vector de velocidad. Esta actitud "sesgada -XLV -ZVV" era una actitud de equilibrio de torsión para la pila en esta etapa de la construcción de la ISS cuando la estación era asimétrica. Aquí se explican las actitudes de equilibrio de par .
  • XPOP ​​significa que el eje X de la ISS es perpendicular al plano orbital.

El marco de referencia del eje X perpendicular al plano de la órbita (XPOP) se muestra en la Figura C-3. XPOP ​​es un marco de referencia casi inercial que se puede visualizar mediante una guiñada de 90° del marco LVLH al mediodía orbital. El eje X apunta fuera del plano, mientras que los ejes Y y Z se encuentran en el plano orbital. Tenga en cuenta que, a diferencia de LVLH, que gira con la Estación a medida que la Estación gira alrededor de la Tierra, XPOP permanece fijo con el eje X de la Estación apuntando fuera del plano y el eje Z está alineado con el vector de la órbita del mediodía. XPOP ​​es un marco de referencia "cuasi-inercial", porque a medida que el plano orbital retrocede lentamente, el marco de referencia XPOP también retrocede para mantener el eje X apuntando fuera del plano orbital.

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(Descripción e imagen de XPOP desde aquí )

Durante las primeras etapas asimétricas de la construcción de la ISS, se utilizaron varias actitudes. Algunos otros se discuten aquí . No puedo encontrar la actitud en la que volaba la proto-ISS antes del acoplamiento STS-115, pero era otra actitud: el plan de vuelo dice "El transbordador maniobrará la pila en la actitud Bias -XLV + ZVV" después del acoplamiento .

Además (aunque no tengo documentación pública para señalar que he encontrado), recientemente han estado introduciendo un sesgo de guiñada en las actitudes durante los períodos de beta alta para mejorar la producción de energía.