Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ғарыш кемелерінде қолданылатын қатынасты басқару құрылғысы.
Attitude control device used in spacecraft
Реакциялық доңғалақ (RW) негізінен ғарыш кемелерінде үш осьті қатынасты басқару үшін қолданылады және ракеталарға немесе сыртқы күштерге (моменттерге) мұқтаж болмайды. Олар жоғары дәлдікпен бағыттауды қамтамасыз етеді, әсіресе ғарыш кемесін өте аз бұрышқа бұру қажет болғанда, мысалы, телескопты жұлдызға бағыттау үшін тиімді. Реакциялық доңғалақ кейде импульстік доңғалақ ретінде де жұмыс істейді, тұрақты (немесе дерлік тұрақты) айналу жылдамдығымен спутниктің үлкен мөлшерде бұрыштық импульс жинауына мүмкіндік береді. Бұл ғарыш кемесінің айналу динамикасын өзгертеді, сондықтан спутниктің бір осьтеріне перпендикуляр әсер ететін бұзылу моменттері сол ось бойынша ғарыш кемесінің бұрыштық қозғалысына тікелей әкелмейді. Оның орнына, олар (әдетте кішірек) бұрыштық қозғалысқа (прецессияға) алып келеді, бұл ғарыш кемесі осінің перпендикуляр ось маңында айналуына себеп болады. Бұл әсері ғарыш кемесі осін дерлік тұрақты бағытта ұстауға көмектеседі. Реакциялық доңғалақтар ғарыш кемесін тек оның массалық орталығының айналасында ғана айналдыра алады (момент туралы қараңыз); олар ғарыш кемесін бір жерден екінші жерге жылжыта алмайды (қозғалыс күші туралы қараңыз).
A reaction wheel (RW) is used primarily by spacecraft for three axis attitude control, and does not require rockets or external applicators of torque. They provide a high pointing accuracy, and are particularly useful when the spacecraft must be rotated by very small amounts, such as keeping a telescope pointed at a star. A reaction wheel is sometimes operated as (and referred to as) a momentum wheel, by operating it at a constant (or near constant) rotation speed, to provide a satellite with a large amount of stored angular momentum. Doing so alters the spacecraft's rotational dynamics so that disturbance torques perpendicular to one axis of the satellite (the axis parallel to the wheel's spin axis) do not result directly in spacecraft angular motion about the same axis as the disturbance torque; instead, they result in (generally smaller) angular motion (precession) of that spacecraft axis about a perpendicular axis. This has the effect of tending to stabilize that spacecraft axis to point in a nearly fixed direction, Reaction wheels can rotate a spacecraft only around its center of mass (see torque); they are not capable of moving the spacecraft from one place to another (see translational force).
Іске асыру
Үш осьті басқару үшін реакциялық дөңгелектер кем дегенде үш бағытта орнатылуы керек, ал қосымша дөңгелектер бағытты басқару жүйесіне сенімділік қосады. Қосымша орнату конфигурациясы төрт дөңгелектен тұратын тетраэдрлік осьтер бойынша немесе үш осьтік конфигурацияға қосымша қосалқы дөңгелек болуы мүмкін. Көбінесе конструкторлар "реакциялық басқару жүйелерін" пайдаланады; дөңгелектердің айналу моментін теңестіру үшін, дөңгелектердің қозғалысын баяулатқанда іске қосылатын шағын химиялық ракеталық қозғалтқыштар. Айға қону мақсатында. "Берешит" отынды үнемдеу үшін төмен энергиялық трансфер техникасын қолданады. Эллипстік орбитадағы төртінші маневрінен бастап, сұйық отынның деңгейі төмендеген кездегі дірілдерді болдырмау үшін реакциялық дөңгелек қолдану қажет болды.
For three axis control, reaction wheels must be mounted along at least three directions, with extra wheels providing redundancy to the attitude control system. A redundant mounting configuration could consist of four wheels along tetrahedral axes, or a spare wheel carried in addition to a three axis configuration. Typically designers use "reaction control systems"; arrays of small chemical rocket engines that fire as the wheels slow down to counter the torque the wheels are imparting on the spacecraft as they slow down. with the goal of landing on the Moon. Beresheet uses the low energy transfer technique to save fuel. Since its fourth maneuver in its elliptical orbit, to prevent shakes when the amount of liquid fuel ran low, there was a need to use a reaction wheel.
Джеймс Уэбб ғарыш телескобы
Джеймс Уэбб ғарыш телескобы Роквелл Коллинз Германия жасаған алты реакциялық дөңгелекпен жабдықталған.
The James Webb Space Telescope has six reaction wheels built by Rockwell Collins Deutschland.
LightSail 2 (Жұмысты жұлдыз)
LightSail 2 2019 жылдың 25 маусымында ұшырылды, негізгі идеясы күн желкені болды. LightSail 2 бағытын өте аз мөлшерде өзгерту үшін реакциялық дөңгелек жүйесін пайдаланады, бұл желкенге түсетін жарықтың әртүрлі импульсын қабылдауға және осылайша биіктікті арттыруға мүмкіндік береді.
LightSail 2 was launched on 25 June 2019, focused around the concept of a solar sail. LightSail 2 uses a reaction wheel system to change orientation by very small amounts, allowing it to receive different amounts of momentum from the light across the sail, resulting in a higher altitude.
Ақаулар мен миссияның әсері
Бір немесе бірнеше реакциялық дөңгелектің істен шығуы ғарыш кемесінің бағдарлануын (көзқарасын) сақтау қабілетін жоғалтуға және осылайша миссияның сәтсіздігіне алып келуі мүмкін. Жақындағы зерттеулер осы істен шығулардың ғарыш кеңістігіндегі ауа-райының әсерімен байланысты екенін көрсетеді. Бұл құбылыстар, ықтималда, Ithaco дөңгелектерінің болат шарлы подшипниктерінде электростатикалық разряд тудырып, механизмнің жұмысын нашарлатқан.
The failure of one or more reaction wheels can cause a spacecraft to lose its ability to maintain attitude (orientation) and thus potentially cause a mission failure. Recent studies conclude that these failures can be correlated with space weather effects. These events probably caused failures by inducing electrostatic discharge in the steel ball bearings of Ithaco wheels, compromising the smoothness of the mechanism.
Хаббл ғарыш телескобы
Хаббл телескопына жасалған екі қызмет көрсету миссиясы реакциялық дөңгелекті алмастырды. 1997 жылдың ақпанында Екінші қызмет көрсету миссиясы (STS 82) механикалық емес, "электрлік аномалиялар" болғандықтан біреуін ауыстырды. Қайтарылған механизмді зерттеу, ғарышта ұзақ жылдар (жеті жыл) бойы қызмет еткен жабдықты, әсіресе вакуумның майлау материалдарына тигізетін әсерін зерттеуге ерекше мүмкіндік берді. Майлау қосылысы "тамаша жағдайда" екені анықталды.
Two servicing missions to the Hubble Space Telescope have replaced a reaction wheel. In February 1997, the Second Servicing Mission (STS 82) replaced one after 'electrical anomalies', rather than any mechanical problem. Study of the returned mechanism provided a rare opportunity to study equipment that had undergone long term service (seven years) in space, particularly for the effects of vacuum on lubricants. The lubricating compound was found to be in 'excellent condition'.
Хаябуса
2004 жылы "Хаябуса" ғарыш кемесінің миссиясы барысында X осьтік реакциялық дөңгелек істен шықты. 2005 жылы Y осьтік дөңгелек те істен шығып, кеменің бағытын сақтау үшін химиялық қозғалтқыштарға тәуелді болуға әкелді.
In 2004, during the mission of the Hayabusa spacecraft, an X axis reaction wheel failed. The Y axis wheel failed in 2005, causing the craft to rely on chemical thrusters to maintain attitude control.
Свифт обсерваториясы
18 қаңтар 2022 жылғы сейсенбі күні кешке Свифт обсерваториясының реакциялық дөңгелектерінің біреуінің жұмысында бұзылу мүмкіндігі анықталғаннан кейін, миссияны басқару тобы күдікті дөңгелекті өшіріп, обсерваторияны сақтық шарасы ретінде қауіпсіз режимге көшірді. Свифт тарихында реакциялық дөңгелектің бұзылуы 17 жылдың ішінде алғаш рет болды. Свифт 2022 жылдың 17 ақпанында ғылыми жұмыстарын қайта бастады.
On the evening of Tuesday, January 18, 2022, a possible failure of one of the Swift Observatory's reaction wheels caused the mission control team to power off the suspected wheel, putting the observatory in safe mode as a precaution. This was the first time a reaction wheel failed on Swift in 17 years. Swift resumed science operations on February 17, 2022.