طراحی سیستم کنترل وضعیت یک ماهواره با پایدارسازی گرادیان جاذبه ای به منظور جهت گیری به سمت خورشید

سیستم کنترل وضعیت یک ماهواره با پایداری گرادیان جاذبه ای به منظور جهت گیری دائم به سمت زمین و ایجاد پایداری به نسبت ممان اینرسی زیاد نیاز دارد. در چنین ماهواره هایی، نسبت ممان اینرسی بسیار زیاد سبب کوچک شدن بدنه اصلی ماهواره و کاهش قابلیت های ماموریت می شود. در این مقاله، نسبت ممان اینرسی به وسیله یک فرمول بسته بر اساس فعالیت های گذشته، چنان کاهش داده می شود که بتوان قابلیت اضافه کردن پانل های خورشیدی و ماموریت های بیشتر را فراهم کرد. چرخش ماهواره به سمت خورشید با چرخش ماهواره حول محور بوم به دست می آید که در تلفیق با چرخش ماهواره بدور زمین سبب ایجاد خطا در راستای محور رول می شود. به منظور کاهش این خطا، می توان سرعت چرخش ماهواره حول محور بوم را کاهش داد. در راستای تحقق این راه حل، با اضافه کردن یک چرخ عکس العملی در راستای بوم گرادیان جاذبه ای، توسعه شرط پایداری سیستم گرادیان جاذبه ای، قابلیت چرخش ماهواره به صورت متناوب و تک جهته به سمت خورشید ایجاد می شود. در این راستا، قانون کنترل برای چرخ در دو حالت زوایای کوچک و بزرگ چنان طراحی می شود که گشتاور مورد نیاز و اندازه حرکت زاویه ای چرخ محدود باشد. در نهایت با شبیه سازی بر روی دینامیک و مشخصات یک ماهواره فعال در مدار و در نظر گرفتن ملاحظات عملی، صحت عملکرد سیستم کنترل وضعیت نشان داده می شود.