¿Qué tipo de propulsores utilizará el telescopio espacial James Webb para el mantenimiento de la estación?

De acuerdo con la implementación de Monte Carlo de corrección inicial de mitad de curso del telescopio espacial James Webb utilizando el paralelismo de tareas , J. Petersen et al. (PDF):

3.1 Resumen del sistema de propulsión

Dos juegos de propulsores componen el sistema de propulsión del observatorio. El primero es un conjunto de propulsores aumentados de combustión secundaria (SCAT) que son los propulsores principales para las maniobras de MCC. Los SCAT son propulsores bipropulsores y se extraen de dos tanques separados para una reacción hipergólica. Existen dos pares de SCAT: uno para MCC-1a y -1b, y otro para MCC-2. El MCC-2 SCAT también se emplea en el mantenimiento de la posición durante la vida de la misión. Se requieren dos pares porque el centro de masa del observatorio cambia entre MCC-1b y MCC-2 debido al despliegue del parasol; el vector de empuje de un SCAT se dirige a través del centro de masa en el momento de esa maniobra. Cada par está compuesto por un propulsor primario y uno redundante (los propulsores respectivos están acoplados a los sistemas de vuelo primario y redundante; solo un sistema está encendido a la vez). SCAT 1 y 2 son el par principal y redundante para MCC-1a/b, mientras que SCAT 3 y 4 son el par principal y redundante para MCC-2 y mantenimiento de la estación. Para una maniobra dada, solo un SCAT está activado durante esa maniobra. El segundo conjunto de propulsores se compone de ocho módulos de doble propulsor (DTM), cada uno de los cuales consta de un motor de cohete monopropulsor primario y redundante, 1 lbf, (MRE-1) propulsor. En la Fig. 3 aparece un esquema del sistema de propulsión. Los MRE-1 solo consumen combustible de hidracina (y no oxidante) del mismo tanque que los SCAT. Los MRE-1 se subdividen en dos conjuntos: MRE-1 del 1 al 4, que se dirigen generalmente a lo largo del eje J3 del observatorio para el control de cabeceo y balanceo, y MRE-1 del 5 al 8, que se dirigen radialmente alrededor del eje J3 para la guiñada. control El segundo conjunto de propulsores se compone de ocho módulos de doble propulsor (DTM), cada uno de los cuales consta de un motor de cohete monopropulsor primario y redundante, 1 lbf, (MRE-1) propulsor. En la Fig. 3 aparece un esquema del sistema de propulsión. Los MRE-1 solo consumen combustible de hidracina (y no oxidante) del mismo tanque que los SCAT. Los MRE-1 se subdividen en dos conjuntos: MRE-1 del 1 al 4, que se dirigen generalmente a lo largo del eje J3 del observatorio para el control de cabeceo y balanceo, y MRE-1 del 5 al 8, que se dirigen radialmente alrededor del eje J3 para la guiñada. control El segundo conjunto de propulsores se compone de ocho módulos de doble propulsor (DTM), cada uno de los cuales consta de un motor de cohete monopropulsor primario y redundante, 1 lbf, (MRE-1) propulsor. En la Fig. 3 aparece un esquema del sistema de propulsión. Los MRE-1 solo consumen combustible de hidracina (y no oxidante) del mismo tanque que los SCAT. Los MRE-1 se subdividen en dos conjuntos: MRE-1 del 1 al 4, que se dirigen generalmente a lo largo del eje J3 del observatorio para el control de cabeceo y balanceo, y MRE-1 del 5 al 8, que se dirigen radialmente alrededor del eje J3 para la guiñada. control[3]. En la Fig. 4 aparece una imagen del autobús de la nave espacial con el armazón J del cuerpo y la orientación de los SCAT en relación con el armazón J. Juntos, los MRE-1 están en pulso durante una maniobra para controlar la actitud. Debido a la ubicación y alineación de los MRE-1 del 1 al 4, cualquier disparo para controlar el cabeceo y el balanceo durante una maniobra puede resultar en un ΔV adicional a la maniobra del MCC. Por lo tanto, las contribuciones de empuje de los MRE-1 deben incluirse en el diseño de la maniobra MCC.

                                       ^{Figura 3. Esquema del sistema de propulsión JWST [4].}

^{Figura 4. Una vista independiente del autobús de la nave espacial que muestra la orientación del marco J del cuerpo junto con la orientación de los SCAT en relación con el autobús de la nave espacial. El eje +J1 apunta en la dirección general de la puntería OTE. El eje +J3 es aproximadamente perpendicular al parasol multicapa y apunta paralelo al espejo principal (Crédito de la imagen: jwst.nasa.gov)}

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Referencias

[3]Gidaniano, D. 7.0. Diseño y análisis de ACS: configuración y modelado de propulsores. En el Telescopio espacial James Webb (JWST) Auditoría de diseño crítico del hardware del subsistema de control de actitud de la nave espacial. Northrop Grumman, 28 de agosto de 2013.

[4]Hamman, Jeff. Documento de presupuesto de propelente JWST, Northrup Grumman. 19 de julio de 2013. Documento número D40258

Quería compartir esto, ya que describe en detalle los propulsores de mantenimiento de estaciones JWST, y como puede ver en el texto y las imágenes adjuntas:

• SCAT (Secondary Combustion Augmented Thrusters) utiliza tetróxido de dinitrógeno (N ₂ O ₄ ) como oxidante e hidracina (N ₂ H ₄ ) como componentes combustibles de su bipropulsor, y
• Cada uno de los DTM (módulos de doble propulsor) utiliza dos MRE (motores de cohetes monopropulsores) propulsados ​​solo por hidracina como monopropulsor de bajo empuje y cada uno proporciona 1 lbf (4,45 N) de empuje

Consulte también el Análisis de determinación de la órbita del telescopio espacial James Webb , Yoon et al., NTRS 20140008865 (PDF) para obtener una explicación de las tres maniobras de corrección a mitad de camino (MCC) de JWST mencionadas en la cita anterior.