Йо-йо де-спин
— Механизм деспина «йо-йо» это устройство, используемое для уменьшения вращения спутников , обычно вскоре после запуска. Он состоит из двух отрезков троса с грузами на концах. Кабели наматываются на последнюю ступень и/или спутник наподобие двойного йо-йо . Когда грузы освобождаются, вращение ракеты отбрасывает их от оси вращения . Это передает достаточный угловой момент грузам, чтобы уменьшить вращение спутника до желаемого значения. Впоследствии гири часто отпускают. [ 1 ]
Удаление вращения необходимо, поскольку некоторые заключительные ступени стабилизированы по вращению и требуют довольно быстрого вращения (сейчас обычно 30-60 об/мин; некоторые ранние миссии, такие как «Пионер» , вращались со скоростью более 600 об/мин). [ 2 ] ), чтобы оставаться стабильным во время стрельбы. (См., например, твердотопливный ракетный двигатель «Звезда 48 ».) После запуска спутник нельзя просто отпустить, так как такая скорость вращения находится за пределами возможностей ориентации спутника. Поэтому после запуска ракеты, но до запуска спутника, грузики йо-йо используются для уменьшения скорости вращения до уровня, с которым спутник может справиться при нормальной работе (часто 2-5 об/мин). [ 3 ] Системы предотвращения вращения «йо-йо» обычно используются в суборбитальных полетах ракет с зондированием , поскольку вращение транспортных средств стабилизируется при подъеме и имеет минимальное время полета для отмены крена с использованием системы управления ориентацией полезной нагрузки. [ 4 ]
В качестве примера раскрутки йо-йо на Dawn космическом корабле примерно 3 килограмма (6,6 фунта) гирь и 12-метровые (39 футов) тросы снизили начальную скорость вращения 1420-килограммового (3130 фунтов) корабля. космического корабля с 46 об/мин до 3 об/мин в противоположном направлении. [ 5 ] Относительно небольшие веса имеют большой эффект, поскольку они расположены далеко от оси вращения, и их эффект увеличивается пропорционально квадрату длины тросов.
Йо-йо де-спин было изобретено, построено и испытано в технологического института Калифорнийского Лаборатории реактивного движения . [ 6 ]
Аппаратное обеспечение «йо-йо» может усугубить проблему космического мусора во время орбитальных миссий, но это не проблема при использовании на верхних ступенях миссий по спасению Земли , таких как «Рассвет» , поскольку тросы и грузы также находятся на траектории эвакуации.
Йо-вес
[ редактировать ]Иногда используется только один груз и трос. Такое устройство в просторечии называется «йо-вес». Когда последней ступенью является твердотопливная ракета , ступень может продолжать слегка двигаться даже после запуска космического корабля. из остатков топлива и изоляции в корпусе двигателя Это происходит из-за выделения газов , даже без значительного сгорания. В некоторых случаях отработавшая ступень протаранила полезную нагрузку. [ 7 ] например, при четвертой попытке запуска Осуми третья ступень ракеты Lambda 4S столкнулась с четвертой ступенью. [ 8 ] Если использовать один вес без соответствующего аналога, сцена в конечном итоге рушится. Опрокидывающее движение предотвращает накопление остаточной тяги в одном направлении. Вместо этого выхлоп сцены в среднем имеет гораздо более низкое значение в широком диапазоне направлений.
В марте 2009 года оставшийся йо-гир вызвал панику, когда подошел слишком близко к Международной космической станции . [ 9 ]
См. также
[ редактировать ]Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Корниль, Х.Дж.-младший, Метод точного уменьшения скорости вращения вращающегося космического корабля , Техническая заметка НАСА D-1420, октябрь 1962 г.
- Федор, Дж. В., Аналитическая теория растяжения йо-йо для девращения спутников , Техническая записка НАСА D-1676, апрель 1963 г.
- Федор, Дж. В., Теория и расчетные кривые для механизма раскрутки йо-йо для спутников , Техническая заметка НАСА D-708, август 1961 г.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Борьба с космическим мусором: аргументы в пользу кодекса поведения» . ЕКА . Европейское космическое агентство. 15 апреля 2005 года . Проверено 14 ноября 2014 г.
- ^ Краткий отчет проекта «Юнона II», том II (PDF) (технический отчет). НАСА. 1962. Д-608.
- ^ Скотт Р. Старин и Джон Этерно (январь 2011 г.). «Системы определения и контроля ориентации» (PDF) . НАСА.
- ^ «Общее описание зондирующих ракет» . Джонс Хопкинс. 21 февраля 2013 г.
- ↑ Dawn Journal, 12 сентября 2007 г.
- ^ US 3030049 , Пилкингтон младший, Уильям С.; Макдональд, Уильям С. и Уэллс, Уиллард Х., «Контроль вращения спутника», опубликовано 17 апреля 1962 г., поручено министру армии США .
- ^ Исии, Нобуаки (март 2005 г.). «Анализ разделительного движения зондирующих ракет с использованием неуравновешенного механизма YoYo» . Материалы ISAS 14-го семинара по астродинамике и механике полета, 2004 г.: Сборник технических статей : 105–109. ISSN 0918-8053 . S2CID 125586338 .
В экспериментах с зондирующими ракетами и на заключительном этапе вывода спутника, когда секция полезной нагрузки или спутник отделяется от нижнего двигателя, следует избегать столкновения двигателей из-за остаточной тяги. Обычно для предотвращения столкновений используется барабанный двигатель (маленькое твердое ракетное топливо) или тумблер Yo.
- ^ Кребс, Гюнтер Дирк. «Осуми» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 28 июня 2024 г.
- ^ «Экипаж космической станции столкнулся с космическим мусором» . США сегодня . 12 марта 2009 г. Архивировано из оригинала 25 марта 2009 г.