Fagstoff

Treaksestabilisering

Publisert: 06.10.2010, Oppdatert: 03.03.2017

Med stadig aukande krav til generering av effekt og med stadig meir kompliserte antennesystem, blei rotasjonsstabiliserte plattformer etter kvart utilstrekkelege. Det blei derfor utvikla satellittplattformer som hadde styring av rørsla om alle aksane, og som derfor kunne utformast meir fritt geometrisk. Solcellepanela til dømes kunne setjast på venger som kontinuerleg blei retta inn mot sollyset etter som satellittane flytte seg i bane rundt jorda. Denne typen satellittar blir kalla treaksestabiliserte.

 

Referansesystem for treaksestabilisert satellitt. Illustrasjon.3d-sat
Kunstner: Narom
 Referansesystem for treaksestabiliserte satellittar.

 

Retningsmåling

Retningsmåling
Forfattar: NAROM

Δy = (A+B) - (C+D)

Δx = (B+D) - (A+C)

Når satellitten er retta mot sentrum av jorda, er  A = B = C = D. Da er

Δx = Δy = 0.

 

Satellitten peker for langt mot sør

Infrared_ns
Forfattar: Gunnar Stette

Satellitten peikar for langt mot sør, (A+B) > (C+D)

Δy > 0.

 

Satellitten peker for langt mot vest

Infrared_ew
Forfattar: Gunnar Stette

Satellitten peikar for langt mot vest, (B+D) > (A+C)

Δx > 0.

 

 

Referansesystem

Det referansesystemet vi nyttar ved retningskontroll av geostasjonære satellittar, er vist på figuren. Der ser vi ein satellitt som går austover i ekvatorialplanet. Venstre solcellepanel peikar mot nord. Nadir er retninga frå satellitten til fotpunktet, skjeringspunktet mellom jordoverflata og ei linje frå satellitten til jordsentrum. Nemningane er henta frå det maritime fagspråket, og vinklane representerer rull, stamp og giring (roll, pitch and yaw).

Styring av treaksestabiliserte satellittar

Problemet i verdsrommet er at vi manglar eit fast punkt. Derfor må vi nytte reaksjonskrafta frå rakettar for å kunne få ein satellitt i rørsle. Dersom vi vil dreie han, må vi på same måten nytte det reaksjonsmomentet vi får ved å akselerere eller retardere eit momenthjul. Vi kan oppnå kva rotasjon som helst for ein satellitt ved å nytte tre momenthjul, eitt om kvar hovudakse i eit xyz-system, som vist på figuren nedanfor. Sidan reaksjonshjulet har mindre tregleiksmoment enn satellittplattforma, vil vinkelendringa for satellitten bli tilsvarande mindre enn vinkelendringa for reaksjonshjulet.

Momenthjul

Momenthjul er ikkje det same som gyrohjul, som har som føremål å auke den gyroskopiske stivleiken.

Måling av retning for treaksestabiliserte satellittar

Det prinsippet som blei vist på figuren for måling av retning for rotasjonsstabiliserte satellittar (sjå Rotasjonsstabilisering), fungerer ikkje for treaksestabiliserte. Da kan ein i staden nytte eit prinsipp som vist på figuren.

Her nyttar ein IR-detektorar med ei mottakaropning som har form av ei spalte. Eit system med fire slike detektorar blir retta mot jorda, og effekten frå kvar av dei blir registrert og samanlikna. Når ein del av eit synsfelt for ein detektor dekkjer jordoverflata, som er svært mykje varmare enn verdsrommet, vil effekten vere proporsjonal det arealet som dekkjer jorda. Dette er vist med raudt på figurane til høgre. Når gruppa med dei fire IR-sensorane er retta mot sentrum av jorda, vil kvar sensor peike mot kanten av jorda, og effekten frå kvar av detektorane vere den same. Verdiane for differensspenninga Δx og Δy er da null.

Måling av retning med infraraude detektorar kan skje både ved dag og natt, da det er varmeutstrålinga som er viktig. Det kan også utførast om det er skydekke på jorda, fordi skydekket er lågt i høve til jorddiameteren, og fordi temperaturen på skydekket er mykje høgare enn for det kalde verdsrommet.

Problemet oppstår når solskiva kjem innanfor synsfeltet til IR-sensorane. Det skjer når satellitten er nær kanten av jordskuggen. Da må andre einingar ta over, til dømes gyro. Gyro er også viktig for kontroll av retningar under banemanøvrar.

I tillegg til å måle retning til jorda kan det vere viktig å måle retning til andre himmellekamar, i første rekkje til sola, mellom anna for innretning av solcellepanel. Sola er ei kraftig, tilnærma punktforma signalkjelde.

Relatert innhald

Generelt