Un mecanismo de eliminación de giro de yo-yo es un dispositivo que se utiliza para reducir el giro de los satélites, generalmente poco después del lanzamiento. Consta de dos tramos de cable con pesos en los extremos. Los cables se envuelven alrededor de la etapa final y / o satélite, a modo de doble yo-yo . Cuando se sueltan los pesos, el giro del cohete los aleja del eje de giro . Esto transfiere suficiente momento angular a los pesos para reducir el giro del satélite al valor deseado. Posteriormente, a menudo se liberan los pesos. [1]
Es necesario quitar el giro, ya que algunas etapas finales están estabilizadas y requieren una rotación bastante rápida (alrededor de 50 rpm. Algunas, como la Pioneer , giran a más de 600 rpm) para permanecer estables durante el disparo. (Véase, por ejemplo, el Star 48 , un motor de cohete de combustible sólido). Después de disparar, el satélite no puede simplemente liberarse, ya que tal velocidad de giro está más allá de la capacidad del control de actitud del satélite. Por lo tanto, después del lanzamiento del cohete pero antes del lanzamiento del satélite, los pesos del yo-yo se utilizan para reducir las velocidades de giro a algo que el satélite pueda soportar (a menudo, 2-5 RPM). [2] Los sistemas de eliminación de giro Yo-yo se usan comúnmente en vuelos de cohetes de sondeo suborbital de la NASA, ya que los vehículos se estabilizan en giro durante el ascenso y tienen un tiempo de vuelo mínimo para la cancelación de balanceo utilizando el sistema de control de actitud de la carga útil. [3]
Como ejemplo de yo-yo de-spin, en la Misión Dawn , aproximadamente 3 kg de pesos y cables de 12 metros, redujeron la velocidad de giro inicial de la nave espacial de 1420 kg de 46 RPM a 3 RPM en la dirección opuesta. [4] Los pesos relativamente pequeños tienen un gran efecto ya que están lejos del eje de giro, y su efecto aumenta con el cuadrado de la longitud de los cables.
Yo-yo de-spin fue inventado, construido y probado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Caltech . [5]
El hardware de yo-yo puede contribuir al problema de los desechos espaciales en las misiones orbitales, pero esto no es un problema cuando se usa en las etapas superiores de las misiones de escape terrestre como Dawn , ya que los cables y los pesos también están en una trayectoria de escape.
"Yo-peso"
A veces solo se usa un solo peso y cable. Tal arreglo se llama coloquialmente un "peso yo". Cuando la etapa final es un cohete sólido , la etapa puede continuar empujando ligeramente incluso después del lanzamiento de la nave espacial. Esto se debe a la desgasificación del combustible residual y del aislamiento en la carcasa del motor , incluso sin una combustión significativa. En algunos casos, la etapa gastada ha embestido la carga útil. [6] Al usar un peso sin una contraparte correspondiente, el escenario eventualmente se cae. El movimiento giratorio evita que el empuje residual se acumule en una sola dirección. En cambio, el escape del escenario promedia un valor mucho más bajo en una amplia gama de direcciones.
En marzo de 2009, un peso yo sobrante causó un susto cuando se acercó demasiado a la Estación Espacial Internacional . [7]
Ver también
Referencias
Cornille, HJ, Jr., Un método para reducir con precisión la velocidad de giro de una nave espacial giratoria , Nota técnica de la NASA D-1420, octubre de 1962.
Fedor, JV, Teoría analítica del yoyo elástico para la reducción de la rotación de satélites , Nota técnica de la NASA D-1676, abril de 1963.
Fedor, JV, "Curvas de teoría y diseño para un mecanismo de desvío de giro de Yo-Yo para satélites", Nota técnica de la NASA D-708, agosto de 1961.
- ^ "Mitigación de desechos espaciales: el caso de un código de conducta" . ESA . Agencia Espacial Europea. 15 de abril de 2005 . Consultado el 14 de noviembre de 2014 .
- ^ Scott R. Starin y John Eterno. "Sistemas de control y determinación de actitudes" (PDF) . NASA.
- ^ "Descripción general de cohetes de sondeo" . Johns Hopkins.
- ↑ Dawn Journal, 12 de septiembre de 2007
- ^ US 3030049Pilkington, WC, Jr., McDonald, WS y Wells, WH, Satellite Spin Control , abril de 1962
- ^ Nobuaki Ishii, Análisis de movimiento de separación de cohetes de sondeo utilizando un mecanismo YoYo desequilibrado , Instituto de ciencia espacial y astronáutica, Agencia de exploración aeroespacial de Japón. De este artículo: 'En experimentos con cohetes sonoros y en una etapa final de inserción del satélite, cuando la sección de carga útil o el satélite se separa del motor inferior, se debe evitar la colisión del motor debido al empuje residual. Convencionalmente, se utiliza un motor de volteo (propulsor de cohete sólido pequeño) o un tambor Yo para evitar la colisión '.
- ^ La tripulación de la estación espacial tiene una llamada cercana con la basura espacial
