Досягнення та перспективи створення систем визначення орієнтації малого космічного супутника
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771442022284609Ключові слова:
космічні польоти, малі супутники, системи контролю, системи навігаціїАнотація
Досягнення у сфері створення малих супутників разом із доступністю недорогих запусків призвели до збільшення кількості космічних польотів. Оскільки космос стає більш доступним, ніж будь-коли раніше, виникають нові та новаторські місії.
Показано сукупність досягнень у галузі автоматичних систем, приладів систем управління, обчислювальних систем, виконавчих органів систем управління, способів та методів комплексування систем управління, що дозволили створити багатоцільові, багаторежимні системи з тривалим циклом активного життя, системи з максимальною автономністю та автоматизацією процесів управління.
У цій статті представлені досягнення та перспективи систем управління космічних апаратів за останні три десятиліття. Розглянуто проблемні питання підвищення точності орієнтації та стабілізації.
Посилання
Andrea Colagrossi and Michèle Lavagna. Fault Tolerant Attitude and Orbit Determination System for Small Satellite Platforms //Journal/Aerospace/Volume 9(2), 46; 2022.
Perumal, R. P.; Voos, H.; Vedova, F.D.; Moser, H. Small Satellite Reliability: A decade in review. In Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites: Mission Operations & Autonomy, Virtual, 7–12 August 2021. Number SSC21-WKIII-02.
Colagrossi, A.; Prinetto, J.; Silvestrini, S.; Orfano, M.; Lavagna, M.; Fiore, F.; Burderi, L.; Bertacin, R.; Pirrotta, S. Semi-analytical approach to fasten complex and flexible pointing strategies definition for nanosatellite clusters: The HERMES mission case from design to flight. In Proceedings of the 70th International Astronautical Congress (IAC 2019), Washington, DC, USA, 21–25 October 2019 pp. 1–8.
Springmann, J. C.; Sloboda, A. J.; Klesh, A. T.; Bennett, M. W.; Cutler, J. W. The attitude determination system of the RAX satellite. Acta Astronaut. 2012, 75, 120–135.
Schmidt, M.; Ravandoor, K.; Kurz, O.; Busch, S.; Schilling, K. Attitude determination for the Pico-Satellite UWE-2. IFAC Proc. Vol. 2008, 41, 14036 14041.
Makovec, K. L.; Turner, A. J.; Hall, C. D. Design and implementation of a nanosatellite attitude determination and control system. In Proceedings of the 2001 AAS/AIAA Astrodynamics Specialists Conference, Quebec City, QC, Canada, 30 July–2 August 2001. Number AAS 01-311.
Barza R., Aoki Y., Schilling K. (2006), Cubesat UWE-1 – Technology Tests and in Orbit Results. In: 57th International Astronautical Congress, IAC-06-B5.3.07.
Deutschmann J., Bar-Itzhack I. and Galal K. (1992), Quaternion Normalization in Spacecraft Attitude Determination. In: AIAA/AAS Astrodynamics Conference.
Schmidt M., Zeiger F., Schilling K. (2006), Design and Implementation of In-Orbit Experiments on the Pico-Satellite UWE-1, In: Proceedings 57th International Astronautical Congress, IAC-06- E2.1.07 Google Scholar.
Zeiger F., Schmidt M., Schilling K. (2006), A Flexible Extension for Pico-Satellite Communication Based on Orbit Operation Results of UWE-1, In: 57 th International Astronautical Congress, IAC-06- B5.2.05.
Joseph B. Robinson et al. Stabilization and Attitude Determination Methods for FalconSAT-3 //Journal of Spacecraft and Rockets, 2016.
Sining Liu, Panagiotis Theoharis, Raad Raad et al. A Survey on CubeSat Missions and Their Antenna Designs// Special Issue "Antenna Designs for 5G/IoT and Space Applications" 1 June 2022 / Revised: 20 June 2022 / Accepted: 22 June 2022 / Published: 27 June 2022.
Tian Xiang, Tao Meng, Hao Wang, Ke Han, Zhong-He Jin. Design and on-orbit performance of the attitude determination and control system for the ZDPS-1A pico-satellite// Acta Astronautica, 2012.
Dandan Xie, Yawei Huang and Changxiang Yan. Determination of Field of View of a Dawn–Dusk Sun-Synchronous Orbit Satellite Based on Improved Observation Mode // MDPI. Applied Science. Appl. Sci. 2022, 12, 7475.
А. Scholz, W. Ley, B. Dachwald, J. J. Miau, J. C. Juang. Flight results of the COMPASS-1 picosatellite mission // Acta Astronautica. Volume 67, Issues 9–10, November–December 2010, Pages 1289-1298.
Ran Dechao, Sheng Tao, Cao Lu, Chen Xiaoqian, Zhao Yong. Attitude control system design and on-orbit performance analysis of nano-satellite – "tian Tuo 1" //Chinese Journal of Aeronautics, 2014.
Anton Rassõlkina, Toomas Vaimanna, Peeter Orgb, Alar Leibakc, Rauno Gordond and Eiko Priidelb. ADCS development for student CubeSat satellites – TalTech case study. Tallinn University of Technology, Tallinn, Estonia// Space Systems, Aerospace Sciences and Engineering. Dynamical Systems and Robotics.10 August 2021.
Sarah Walsh, Maeve Doyle, Jack Reilly et al. Development of the EIRSAT-1 CubeSat through Functional Verification of the Engineering Qualification Model// Aerospace 2021, 8(9), 254.
Hank Heidt, Jordi Puig-Suari, Augustus S. Moore, Shinichi Nakasuka, Robert J. Twiggs. CubeSat: A New Generation of Picosatellite for Education and Industry Low-Cost Space Experimentation // Small Satellite Conference. 2000.
John Crassidis, Landis Markley, Yang Cheng. Survey of nonlinear attitude estimation methods// Journal of Guidance, Control, and Dynamics 30(1):12-28 January 2007.
Philip Bangert, Stephan Busch and Klaus Schilling. Performance characteristics of the uwe-3 miniature attitude determination and control system // Journal of Geodesy. October 2010.
Gian Paolo Candini, Fabrizio Piergentili, Fabio Santoni. Miniaturized atti-tude control system for nanosatellites// Acta Astronautica Volume 81, Is-sue 1, December 2012, Pages 325-334.
Michael Ovchinnikov, Vladimir Pen'ko, Olle Norberg, Stas Barabash. Atti-tude control system for the first swedish nanosatellite “MUNIN”// Acta As-tronautica Volume 46, Issues 2–6, January–March 2000, Pages 319-326.
Hendrik Ehrpais, Johan Kütt, Indrek Sünter, Erik Kulu, Andris Slavinsk, Mart Noorma. /Nanosatellite spin-up using magnetic actuators: ESTCube-1 flight results //Journals & Books. Acta Astronautica Volume 128, Novem-ber–December 2016, Pages 210-216.
H. Kowalik. A spin and attitude control system for the Isis-I and Isis-B satel-litesUn systeme de commande de rotation et d'attitude pour les satellites Isis-I et Isis-BDrall- und lage-regelungssystem für die Isis-I und Isis-B //Journals & Books. Automatica. Volume 6, Issue 5, September 1970, Pages 673-682.
Nuo Xu, Xiwang Xia, Yonghe Zhang, Jun Jiang, Yuchi Ding. PD-type Magnetic-based Sun-pointing Attitude Control Scheme//Chinese Control Conference (CCC). 11 October 2022.
Giulio Avanzini, Alessandro Zavoli, Guido DeMatteis, Fabrizio Giulie. Sin-gle axis pointing for underactuated spacecraft with a residual angular mo-mentum// Journals & Books. Aerospace Science and Technology Volume 124, May 2022.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
