System of initial angular stabilization of the satellite

Abstract

The tasks and missions of artificial satellites are diverse and continue to evolve with technological advancements. They have transformed numerous aspects of our lives, from global communications and weather forecasting to environmental monitoring and space exploration. As our understanding of the universe expands, satellites will undoubtedly play an even more critical role in furthering scientific research and exploration beyond our planet. The System of Initial Angular Stabilization of a satellite plays a crucial role in ensuring the successful operation and functionality of spaceborne missions. Satellites are deployed in various orbits around the Earth for a wide range of purposes, such as communication, weather monitoring, scientific research, and surveillance. To accomplish their intended objectives, satellites must maintain a stable orientation and control their angular motion. The System of Initial Angular Stabilization (SIAS) is designed to address the challenges associated with the initial phases of a satellite's deployment and operation. When a satellite is first launched into space, it experiences significant disturbances and uncertainties that can affect its attitude and stability. Factors such as residual atmospheric drag, release mechanisms, and launch vehicle-induced vibrations can cause unwanted rotations and oscillations, jeopardizing the satellite's mission objectives. The primary objective of SIAS is to counteract these disturbances and establish a controlled and stable attitude for the satellite. It involves a combination of hardware and software components, including sensors, actuators, and control algorithms, to measure, analyze, and correct the satellite's angular motion. The system utilizes various techniques to achieve angular stabilization, such as reaction wheels, magnetic torques, thrusters, and momentum management. One of the key components of SIAS is the attitude determination and control system (ADCS), which provides real-time information about the satellite's attitude and helps in maintaining the desired orientation. ADCS utilizes sensors such as sun sensors, star trackers, magnetometers, and gyroscopes to accurately measure the satellite's attitude with respect to Earth's reference frame. This information is then processed by onboard algorithms, which calculate the necessary corrections and commands to the satellite's actuators. The SIAS also takes into account external factors such as solar radiation pressure, gravity gradients, and magnetic field interactions that can affect the satellite's stability. These factors are continuously monitored, and appropriate control strategistrategies are implemented to counteract their effects and maintain the desired angular stability.

Завдання та місії штучних супутників різноманітні та продовжують розвиватися з технологічним прогресом. Вони змінили численні аспекти нашого життя, від глобальних комунікацій і прогнозування погоди до моніторингу навколишнього середовища та дослідження космосу. Оскільки наше розуміння Всесвіту розширюється, супутники, безсумнівно, відіграватимуть ще більш важливу роль у подальших наукових дослідженнях і дослідженнях за межами нашої планети. Система початкової кутової стабілізації супутника відіграє вирішальну роль у забезпеченні успішної роботи та функціональності космічних місій. Супутники розгортаються на різних орбітах навколо Землі для широкого кола цілей, таких як зв’язок, моніторинг погоди, наукові дослідження та спостереження. Щоб досягти поставлених цілей, супутники повинні підтримувати стабільну орієнтацію та контролювати свій кутовий рух. Система початкової кутової стабілізації (SIAS) призначена для вирішення проблем, пов’язаних із початковими етапами розгортання та експлуатації супутника. Коли супутник вперше запускається в космос, він зазнає значних збурень і невизначеностей, які можуть вплинути на його позицію та стабільність. Такі фактори, як залишковий атмосферний опір, механізми випуску та вібрації ракети-носія, можуть спричинити небажане обертання та коливання, що ставить під загрозу цілі місії супутника. Основна мета SIAS — протидіяти цим перешкодам і встановити контрольоване та стабільне положення для супутника. Це поєднання апаратних і програмних компонентів, включаючи датчики, виконавчі механізми та алгоритми керування, для вимірювання, аналізу та коригування кутового руху супутника. Система використовує різні методи для досягнення кутової стабілізації, такі як реактивні колеса, магнітні крутні моменти, двигуни та керування імпульсом. Одним із ключових компонентів SIAS є система визначення та контролю орієнтації (ADCS), яка надає інформацію про орієнтацію супутника в реальному часі та допомагає підтримувати бажану орієнтацію. ADCS використовує такі датчики, як датчики сонця, датчики зірок, магнітометри та гіроскопи, щоб точно вимірювати положення супутника відносно системи відліку Землі. Ця інформація потім обробляється бортовими алгоритмами, які обчислюють необхідні корекції та команди виконавчим механізмам супутника. SIAS також враховує зовнішні фактори, такі як тиск сонячного випромінювання, градієнти гравітації та взаємодія магнітного поля, які можуть вплинути на стабільність супутника. Ці фактори постійно контролюються, і впроваджуються відповідні стратегії контролю, щоб протидіяти їх впливу та підтримувати бажану кутову стабільність.