Sistem Kawalan atitud satelit

Tidak seperti pesawat udara yang menggunakan Atitudnya untuk mengendalikan pergerakannya (meluncur ke atas, pergerakan untuk berpusing, dll.), gerakan sudut satelit yang bergerak dalam ruang vakum, praktikalnya tidak mempengaruhi pergerakan mengelilingi orbitnya .

Orbit satelit ditentukan oleh halaju awal yang diberikan kepadanya oleh pelancar satelit yang lebih besar, dan kemudian orbit ini mengalami pembetulan pada skala kecil yang dilakukan secara berkala oleh mikro-thruster.

Kawalan Atitud (orientasi sudut) diperlukan supaya sistem optik meliputi kawasan bumi yang diprogramkan setiap masa. Walau bagaimanapun, satelit cenderung mengubah orientasinya kerana tork yang dihasilkan oleh persekitaran (seretan atmosfera sisa pada susunan suria, tekanan radiasi matahari, dll.) atau dengan sendirinya (kerana pergerakan bahagian mekanikal, dll.). Oleh itu, orientasi sudut harus dikawal secara aktif. Sebab lain adalah keperluan untuk mengelakkan  pemandangan "kabur"  yang terjadi.

Atitud ini terus dikendalikan oleh gelung kawalan yang diprogramkan: sensor mengukur Atitud satelit, komputer onboard kemudian memproses pengukuran ini dan menghasilkan perintah yang dilakukan oleh penggerak, untuk memastikan penunjuk yang sebenar.

"Tiga paksi stabil", yang bermaksud bahawa orientasinya dikendalikan sepenuhnya merujuk kepada tiga paksi ini. Salah satu arah ini sepadan dengan garis antara satelit dan pusat Bumi, juga disebut "arah geosentrik" yang lain adalah tegak lurus dengan paksi geosentrik ini, dalam arah vektor halaju satelit; yang ketiga adalah tegak lurus dengan dua yang pertama. Ketiga-tiga ini membentuk sistem rujukan orbit tempatan.

Sistem rujukan orbit tempatan ditentukan pada setiap titik orbit oleh tiga vektor unit. Vektor ini berasal dari vektor kedudukan satelit dan halaju:

Vektor L adalah kolinear dengan vektor kedudukan P (pada paksi antara pusat Bumi dan satelit). Ia menentukan paksi yaw.

Vektor T berserenjang dengan satah orbit (vektor L, vektor V). Ia menentukan paksi pitch.

Vektor R melengkapkan set paksi ortogonal. ia terletak di satah yang ditentukan oleh Vektor L dan V dan menentukan paksi roll. Ia tidak bertepatan dengan vektor halaju kerana eksentrik orbit.

 Paksi satelit

Pakai Xs, Ys, Zs mewakili kerangka rujukan ortogonal yang berkaitan dengan satelit (paksi satelit). Penunjuk Atitud nominal terdiri daripada penjajaran terbaik dari paksi ini dengan sistem rujukan orbit tempatan (sambil memastikan kestabilan dan mengehadkan kadar sudut terhadap kedudukan ini).

Untuk penunjuk geosentrik yang sempurna:

Xs = -T
Ys = -R
Zs =  L

Peralatan berikut digunakan untuk mengawal atitud:

Sensor (penderia):

- platform inersia yang terdiri daripada gyros empat kadar; ini adalah gyros kadar dua paksi dan dua daripadanya cukup untuk memberikan pengukuran kadar sudut sepanjang tiga paksi satelit. Kedua-dua yang lain digunakan sebagai sandaran,

- dua sensor Bumi digital (STD), satu nominal dan satu berlebihan, digunakan untuk mengukur anjakan sudut mengenai paksi pitch dan roll,

- dua sensor Sun digital (SSD), satu nominal dan satu berlebihan, digunakan untuk mengukur anjakan sudut di sekitar paksi yaw (sekali per orbit).

Actuator (penggerak):

- Tiga reaction wheel  galas magnet (RRPM) digunakan untuk mengenakan tork pada satelit dan dengan itu memutarkannya mengenai salah satu paksi X, Y atau Z.

- Dua pemacu magnet (MAC), yang, melalui interaksi dengan medan magnet Bumi, menghasilkan tork yang digunakan untuk mengawal kelajuan roda reaksi.

- Dua jenis thruster (pembakaran hidrazin ) masing-masing menghasilkan daya 3.5 atau 15 Newton; orientasi mereka berbanding pusat graviti satelit yang mendorong putaran mengenai salah satu paksi, X, Y atau Z.

Di samping itu, AOCS (Sistem kawalan atitud dan orbit) dihubungkan dengan mekanisme pemacu array suria. Ini memastikan bahawa array mengesan Matahari ketika satelit bergerak di sepanjang orbitnya. Cahaya matahari yang dikumpulkan oleh array suria semasa bahagian orbit yang diterangi dirukarkan menjadi kuasa elektrik untuk satelit dan untuk mengecas bateri yang digunakan semasa bahagian gelap orbit.

Rujukan:

http://spot4.cnes.fr/spot4_gb/attitude.htm