Rastreador de estrellas
Un rastreador de estrellas es un dispositivo óptico que mide las posiciones de las estrellas mediante fotocélulas o una cámara. [1] Dado que los astrónomos han medido las posiciones de muchas estrellas con un alto grado de precisión, se puede utilizar un rastreador de estrellas en un satélite o nave espacial para determinar la orientación (o la actitud) de la nave espacial con respecto a las estrellas. Para hacer esto, el rastreador de estrellas debe obtener una imagen de las estrellas, medir su posición aparente en el marco de referencia de la nave e identificar las estrellas para que su posición se pueda comparar con su posición absoluta conocida de un catálogo de estrellas. Un rastreador de estrellas puede incluir un procesador para identificar estrellas comparando el patrón de estrellas observadas con el patrón conocido de estrellas en el cielo.
En la década de 1950 y principios de la de 1960, los rastreadores de estrellas eran una parte importante de los primeros misiles balísticos de largo alcance y misiles de crucero , en la era en la que los sistemas de navegación inercial (INS) no eran lo suficientemente precisos para los alcances intercontinentales. [2]
Considere un misil de la Guerra Fría volando hacia su objetivo; inicialmente comienza volando hacia el norte, pasa sobre el Ártico y luego comienza a volar nuevamente hacia el sur. Desde la perspectiva del misil, las estrellas detrás de él parecen acercarse al horizonte sur, mientras que las del frente se elevan. Antes del vuelo, se puede calcular el ángulo relativo de una estrella en función de dónde debería estar el misil en ese instante si está en la ubicación correcta. Luego se puede comparar con la ubicación medida para producir una señal de "error desactivado" que se puede utilizar para devolver el misil a su trayectoria correcta. [2]
Debido a la rotación de la Tierra, las estrellas que se encuentran en una ubicación utilizable cambian en el transcurso de un día y la ubicación del objetivo. Generalmente, se utilizaría una selección de varias estrellas brillantes y se seleccionaría una en el momento del lanzamiento. Para los sistemas de guía basados únicamente en el seguimiento de estrellas, se pregrabó algún tipo de mecanismo de grabación, generalmente una cinta magnética , con una señal que representaba el ángulo de la estrella durante el período de un día. En el lanzamiento, la cinta se envió al momento adecuado. [2] Durante el vuelo, la señal de la cinta se utilizó para colocar aproximadamente un telescopio de modo que apunte a la posición esperada de la estrella. En el foco del telescopio había una fotocélula y una especie de generador de señales, típicamente un disco giratorio conocido como helicóptero .. El helicóptero hace que la imagen de la estrella aparezca y desaparezca repetidamente en la fotocélula, produciendo una señal que luego fue suavizada para producir una salida de corriente alterna . La fase de esa señal se comparó con la de la cinta para producir una señal de guía. [2]
Los rastreadores de estrellas a menudo se combinaban con un INS. Los sistemas INS miden las aceleraciones y las integran a lo largo del tiempo para determinar una velocidad y, opcionalmente, se integran dos veces para producir una ubicación relativa a su ubicación de lanzamiento. Incluso los pequeños errores de medición, cuando se integran, se suman a un error apreciable conocido como "deriva". Por ejemplo, el sistema de navegación N-1 desarrollado para el misil de crucero SM-64 Navaho se desvió a una velocidad de 1 milla náutica por hora, lo que significa que después de un vuelo de dos horas, el INS estaría indicando una posición a 2 millas náuticas (3,7 km ; 2.3 mi) lejos de su ubicación actual. Esto estaba fuera de la precisión deseada de aproximadamente media milla.
En el caso de un INS, la cinta magnética se puede quitar y esas señales pueden ser proporcionadas por el INS. El resto del sistema funciona como antes; la señal del INS posiciona aproximadamente el rastreador de estrellas, que luego mide la ubicación real de la estrella y produce una señal de error. Esta señal se usa luego para corregir la posición que se genera desde el INS, reduciendo la deriva acumulada de regreso al límite de la precisión del rastreador. [2] Estos sistemas "inerciales estelares" fueron especialmente comunes desde la década de 1950 hasta la de 1980, aunque algunos sistemas lo usan hasta el día de hoy. [3] [4]
