¿Qué sensores o combinación de sensores utilizan los cohetes durante el despegue para su orientación?

Como ejemplo del mundo real, el transbordador espacial usó una combinación de unidades de medición inercial (IMU) y conjuntos de giroscopios de velocidad (RGA). Las IMU detectaron aceleraciones y las RGA midieron las tasas corporales.

Las IMU se montaron en una base de navegación en el compartimento de la tripulación. Los RGA se montaron en la parte media del cuerpo y había RGA adicionales montados en los Solid Rocket Boosters.

Estas medidas fueron filtradas e integradas en el software de vuelo para calcular la posición y actitud actual del vehículo. Como se menciona en los comentarios, se utiliza el filtrado de Kalman.

Tiene razón en que la vibración es una consideración importante en el diseño de estos sistemas. Las pruebas de vibración del suelo en Marshall Space Center antes del primer lanzamiento dieron como resultado cambios de software y la reubicación de algunos de los RGA desde la ubicación de diseño original.

Agregado para completar: para la entrada, el Orbiter también usó sensores tradicionales de tipo avión: sondas de datos aéreos, TACAN, MSBLS y altímetros de radar. Al final del programa, se agregaron e incorporaron receptores GPS al sistema de navegación.

Referencias: 1988 Referencia de prensa de Shuttle , notas personales.

La respuesta genérica es: los cohetes usan acelerómetros, sensores de velocidad (giros) y/o GPS para medir su posición y actitud durante el vuelo. A menudo, estos se empaquetan juntos como una "unidad de referencia inercial" o una "unidad de medida inercial".

Para obtener una respuesta más específica, puede consultar el SIGI de Honeywell , que es utilizado por una variedad de cohetes de la vida real:

Ofrece soluciones triples de navegación simultánea de inercia pura, solo GPS y GPS/INS combinados, así como salida de velocidad angular para entrada de piloto automático. Los instrumentos inerciales incluyen tres giroscopios láser de anillo Honeywell de un solo eje que miden los cambios de actitud de la carrocería del vehículo y tres acelerómetros de un solo eje Honeywell QA3000 para medir los cambios en las velocidades de la carrocería del vehículo.

Los cohetes antiguos dependían exclusivamente de acelerómetros y giroscopios. (Wikipedia tiene una descripción del sistema de guía V2 que era principalmente un giroscopio) El término "inercial" en el nombre del dispositivo proviene del hecho de que los sensores le darían la posición y la actitud en función de su estado inercial inicial (parado). Tanto la posición como la actitud podrían derivarse integrando la aceleración o las tasas de rotación. Sin embargo, dependiendo de la precisión, el ruido y la deriva de su sensor, podría acumular fácilmente un error acumulativo. Más recientemente, el GPS se ha integrado como una fuente de conocimiento absoluto de la posición.