دینامیک و کنترل وضعیت دورانی ماهواره

دینامیک ماهواره، شامل دو بحث اصلی بررسی حرکت انتقالی ماهواره روی مدار و بررسی حرکت دورانی ماهواره می باشد. پایدارسازی وضعیت، ثابت نگه داشتن وضعیت ماهواره نسبت به یک دستگاه مختصات، مثل دستگاه مختصات مرجع مداری می باشد. به منظور طراحی سیستم کنترل وضعیت ماهواره، بدست آوردن مدلی مناسب برای نیروها و گشتاورهایی که از طرف محیط به ماهواره اعمال می شوند، امری اجتناب ناپذیر می باشد. اهم این گشتاورها عبارتند از : گشتاور گرادیان جاذبه، گشتاور آیرودینامیکی، گشتاور فشار تشعشعات خورشیدی و گشتاور مغناطیسی. در این پروژه، پس از بدست آوردن مدل ریاضی این گشتاورها، دینامیک دورانی ماهواره مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سپس مدل خطی ماهواره های ترکیبی (ماهواره های مجهز به ابزار تبادل مومنتوم) بدست آورده می شود. روشهای کنترل وضعیت به دو دسته فعال و غیر فعال تقسیم می شوند. در سیستمهای کنترل فعال از اجزاء تولید کننده گشتاور، یا محرکه هایی که نیازمند توان می باشند، استفاده می شود. در حالیکه در سیستمهای کنترل غیر فعال، گشتاور از طریق محیط، مانند میدان مغناطیسی زمین و یا گرادیان جاذبه تولید می گردد. چون ماهواره مورد بررسی، ماهواره مدار پایین می باشد، لذا از گشتاور گرادیان جاذبه برای بهبود وضعیت آن استفاده خواهد شد. در نهایت از روشهای کنترل فعال، که شامل استفاده از چرخ مومنتوم معلق یا چرخ عکس العملی می باشد، بمنظور کنترل وضعیت ماهواره استفاده خواهد شد.