Ένα περιστρεφόμενο σύστημα διαστημικού ιμάντα αποτελείται από δύο διαστημόπλοια τα οποία συνδέονται με έναν μακρύ, λεπτό και ισχυρό ιμάντα -συχνά μήκους δεκάδων χιλιομέτρων- που λειτουργεί ως «διαστημική σφεντόνα», ενώ το κέντρο μάζας του ακολουθεί μια προκαθορισμένη τροχιά. Τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση εργασιών που είναι ανέφικτες, αναποτελεσματικές ή αντιοικονομικές με τις υπάρχουσες τεχνολογίες.
Μια κινεζο-ρωσική επιστημονική ομάδα, στην οποία συμμετέχουν ερευνητές από το Βορειοδυτικό Πολυτεχνείο του Xi’an (Κίνα) και το Πανεπιστήμιο της Σαμάρας (Ρωσία), ανέπτυξε ένα μαθηματικό μοντέλο για την αποτελεσματική διαχείριση μιας ομάδας δορυφόρων που συνδέονται με σχοινιά. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, το μοντέλο επιτρέπει τον αποτελεσματικό έλεγχο του δορυφορικού συστήματος. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Acta Astronautica.
Ένα περιστρεφόμενο σύστημα διαστημικών δεσμών αποτελείται από δύο διαστημόπλοια που συνδέονται με έναν μακρύ, λεπτό και ισχυρό δεσμό -συχνά μήκους δεκάδων χιλιομέτρων- ο οποίος λειτουργεί ως «διαστημική σφεντόνα», ενώ το κέντρο μάζας του ακολουθεί μια προκαθορισμένη τροχιά. Συνήθως, το σύστημα αυτό αποτελείται από έναν μεγάλο κύριο δορυφόρο και έναν μικρότερο υποδορυφόρο, εξήγησαν οι ερευνητές του Εθνικού Ερευνητικού Πανεπιστημίου Σαμάρα που φέρει το όνομα του ακαδημαϊκού Σ.Π. Κορόλιεφ (Πανεπιστήμιο Σαμάρα).
Τέτοια συστήματα πρόσδεσης χρησιμοποιούνται στο διάστημα για την εκτέλεση εργασιών που είναι ανέφικτες, αναποτελεσματικές ή αντιοικονομικές με τις υπάρχουσες διαστημικές τεχνολογίες. Οι εφαρμογές τους περιλαμβάνουν τη δημιουργία τεχνητής βαρύτητας, το σχηματισμό δορυφόρων και την τοποθέτηση δορυφόρων σε συγκεκριμένες τροχιές. Πρόσφατα, σημαντική προσοχή έχει δοθεί στη χρήση συστημάτων πρόσδεσης ως «διαστημικών καθαριστών» για τον καθαρισμό των τροχιακών σκουπιδιών.
Ο Πάβελ Φαντέγιενκοφ, αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Δυναμικής Πτήσης και Συστημάτων Ελέγχου του Πανεπιστημίου της Σαμάρας, μαζί με Κινέζους συναδέλφους του, με επικεφαλής τον καθηγητή Wang Changqing του Ινστιτούτου Αυτοματισμού του Βορειοδυτικού Πολυτεχνείου στο Xi’an, δημιούργησαν ένα μαθηματικό μοντέλο για τον έλεγχο των κινητήρων χαμηλής ώσης σε διαστημόπλοια. Το σύστημα αυτό επιτρέπει τη ρύθμιση του επιπέδου περιστροφής του συστήματος πρόσδεσης κατά σημαντικές γωνίες.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι εξισώσεις κίνησης στο περιστρεφόμενο σύστημα συντεταγμένων προέκυψαν χρησιμοποιώντας τον φορμαλισμό Lagrange.
Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι το νέο μοντέλο παρέχει αναλυτικούς νόμους ελέγχου για τους ηλεκτρικούς κινητήρες για την έναρξη της περιστροφής του συστήματος και την αντιμετώπιση των διαταραχών. Αυτό θα επιταχύνει τη δημιουργία ενός πραγματικού διαστημικού συστήματος.
Πρόσθεσε ότι η ομάδα μελέτησε την κίνηση ενός ζεύγους δορυφόρων με μάζες 1.600 kg και 60 kg που συνδέονται με ένα σκοινί 3 χιλιομέτρων, σε τροχιά σε ύψος 500 χιλιομέτρων. Το επίπεδο περιστροφής του συστήματος μπορεί να αλλάξει κατά 90 μοίρες χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς κινητήρες προώθησης με μέγιστη ώθηση δύο Newton. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το σύστημα ελέγχου μπορεί να επιτύχει ακρίβεια προσανατολισμού μικρότερη από ένα χιλιοστό του ακτίνου (κάτω από 0,05 μοίρες).
Σύμφωνα με το πανεπιστήμιο, η εφαρμογή του μαθηματικού μοντέλου ανοίγει ευκαιρίες για τη διερεύνηση πολυάριθμων προβλημάτων που σχετίζονται με τη χωρική περιστροφική κίνηση διαφόρων σωμάτων. Στο μέλλον, οι ερευνητές σχεδιάζουν να αναπτύξουν ένα πραγματικό διαστημικό σύστημα ικανό να απομακρύνει τα τροχιακά συντρίμμια προς τις επιθυμητές κατευθύνσεις.
Διαβάστε επίσης:
