¿Qué tan bien podría funcionar el método de control de actitud de tensión de amarre en última instancia para un sistema cubesat?

El nuevo elemento de phys.org Imagen: Pequeño satélite desplegado desde la Estación Espacial muestra el satélite robótico autónomo atado al espacio (STARS-C) de cubesat craft que se está desplegando desde la ISS.

Un satélite es expulsado de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) Small Satellite Orbital Deployer en la Estación Espacial Internacional el 19 de diciembre de 2016. El satélite es en realidad dos pequeños satélites que, una vez a una distancia segura de la estación, separados de cada uno otro, pero todavía estaban conectados por una cuerda de Kevlar de 100 metros de largo.

Esta es la tercera de una serie de misiones de cubesat con conexión STARS, y la conexión de 100 metros es un paso significativo más allá de la conexión de 10 metros de STARS-2, por ejemplo.

Hay una serie de problemas científicos y técnicos que deben abordarse en esta serie de misiones, mi pregunta es solo sobre el método de control de actitud de las tensiones de sujeción del 'satélite hijo'.

Satélite robótico autónomo conectado al espacio-2)

arriba: "Figura 8: Modelo de control de actitud del subsatélite hijo mediante la técnica de enlace de brazo (crédito de la imagen: Universidad de Kagawa)" de aquí .

Me pregunto sobre la dinámica de este sistema durante un cambio de actitud. Si entiendo correctamente, el subsatélite hijo sostiene la línea de amarre con un "brazo" articulado, y cambiar la orientación del brazo (articulando el "hombro" del brazo) cambiará la actitud del subsatélite con respecto a la dirección de amarre, y por lo tanto el nadir.

¿Tendría un cambio de actitud significativo (digamos 30 grados) hecho de esta manera a establecer oscilaciones que requieran amortiguamiento? ¿Podría usarse para apuntar un pequeño telescopio o una antena direccional para rastrear un punto en la Tierra (alrededor de 1,1 grados/seg a 400 km) durante, digamos, 30 segundos, luego pasar al siguiente punto en 5 o 10 segundos, luego rastrear ese punto, ¿O todo simplemente comenzaría a oscilar de alguna manera, lo que requeriría algún tipo de mecanismo de amortiguación?

No me refiero a un seguimiento del suelo perfecto, solo algo para deshacerse de la mayor parte del movimiento aparente del suelo de la Tierra de aproximadamente 7 km/s visto a través de una cámara con teleobjetivo o un telescopio pequeño para que las velocidades de obturación razonables (o tasas de captura de fotogramas) puedan ser usado con modesto f/no.

Espero que alguien responda, debe ser interesante. Cuando trabajábamos en la simulación del sistema de satélites anclados, el sistema de control era muy sensible . spacefacts.de/mission/alternate/photo/sts-75.jpg
@OrganicMarble Abra las puertas de la bahía de cápsulas HAL... i.stack.imgur.com/NrN5W.png Nunca supe sobre esto, echaré un vistazo youtu.be/pQTMliO1JVc

Respuestas (1)

Existen potencialmente muchas formas de oscilación, todas las cuales requerirían algún tipo de amortiguación. Cualquier desplazamiento de la línea recta es un estado de mayor energía, y el sistema no se extinguirá sin algo de amortiguación. Sin embargo, ya existe una forma natural de amortiguamiento. La extensión y contracción de la cuerda amortiguará parte de esa energía. Vale la pena señalar que eso no será un amortiguador fuerte a menos que haya una amortiguación proactiva. Esto se debe a que la extensión relativa a la longitud de la correa, a medida que el satélite hijo oscila, será pequeña y se encontrará dentro de los límites elásticos.

También hay una oscilación inducida del tipo de movimiento donde los dos orbitan alrededor de su centro de masa. Esto también tendrá un pequeño coeficiente de amortiguamiento (similar a cómo se estabilizan las mareas en todas las lunas).

Sin embargo, una adición muy simple de algo que amortiguó pasivamente el pag h i el movimiento en su diagrama sería bastante efectivo para amortiguar el sistema en general. De hecho, incluso si no se hace deliberadamente, esta sería probablemente la principal fuente de amortiguamiento.

No es posible dar números sin una comprensión más detallada del sistema como un todo, pero:

  • Su probable estabilidad sería un problema a menos que se hiciera alguna provisión para ello.

  • Sin embargo, con consideración, debería ser posible lograr lo que desea sin un complejo sistema de amortiguación activa.

¿Qué tan bien podría funcionar el método de control de actitud de tensión de amarre en última instancia para un sistema cubesat?
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