Йо-йо де-спин

Механизм замедления вращения йо-йо - это устройство, используемое для уменьшения вращения спутников, как правило, вскоре после запуска. Он состоит из двух отрезков кабеля с грузами на концах. Кабели оборачиваются вокруг последней ступени и / или сателлита, как двойное йо-йо . Когда веса отпускаются, вращение ракеты отбрасывает их от оси вращения . Это передает достаточный угловой момент весам, чтобы уменьшить вращение спутника до желаемого значения. Впоследствии веса часто отпускают. [1]

"> Файл: PAM-D 1920x1080.ogvВоспроизвести медиа
Анимация, показывающая PAM-D с космическим кораблем Phoenix . Сцена последовательно вращается , запускается, йо-йо выкручивается и сбрасывается.

Снятие вращения необходимо, поскольку некоторые заключительные ступени имеют стабилизированное вращение и требуют довольно быстрого вращения (около 50 об / мин. Некоторые, такие как Pioneer , вращаются со скоростью более 600 об / мин), чтобы оставаться стабильными во время обжига. (См., Например, Star 48 , твердотопливный ракетный двигатель.) После запуска спутник не может быть просто выпущен, поскольку такая скорость вращения выходит за рамки возможностей управления ориентацией спутника. Следовательно, после запуска ракеты, но до запуска спутника, веса йо-йо используются для уменьшения скорости вращения до того, что спутник может выдержать (часто 2-5 об / мин). [2] Системы откручивания йо-йо обычно используются в полетах суборбитальных зондовых ракет НАСА, так как аппараты стабилизируются во время подъема и имеют минимальное время полета для отмены крена с использованием системы ориентации полезной нагрузки. [3]

В качестве примера раскрутки йо-йо в миссии «Рассвет» примерно 3 кг веса и 12-метровые кабели снизили начальную скорость вращения 1420 кг космического корабля с 46 об / мин до 3 об / мин в противоположном направлении. [4] Относительно небольшие веса имеют большое влияние, поскольку они удалены от оси вращения, и их влияние увеличивается пропорционально квадрату длины кабелей.

Йо-йо - де-спин был изобретен, построен и протестирован на Caltech «s Лаборатории реактивного движения . [5]

Йо-йо аппаратные средства могут способствовать космического мусора проблемы на орбитальных миссий, но это не проблема при использовании на верхних этапах эвакуации земли миссий , таких , как Дон , так как кабели и вес также на траектории побега.

Иногда используется только один груз и трос. Такое расположение в просторечии называется «йо-гирь». Когда последняя ступень - твердотопливная ракета , ступень может продолжать слегка тянуть даже после выпуска космического корабля. Это от остаточного топлива и изоляции в корпусе двигателя газовыделения , даже без существенного сгорания. В некоторых случаях отработанная ступень таранила полезную нагрузку. [6] При использовании одного груза без соответствующего аналога ступень в конечном итоге падает. Опрокидывающее движение предотвращает накопление остаточной тяги в одном направлении. Вместо этого выхлоп на сцене в среднем имеет гораздо меньшее значение по широкому диапазону направлений.

В марте 2009 года оставшийся йо-груз испугал, когда он подошел слишком близко к Международной космической станции . [7]

Корнилл, Х.Дж., мл., Метод точного уменьшения скорости вращения вращающегося космического корабля , Техническая записка НАСА D-1420, октябрь 1962 г.

Федор, СП, Аналитическая теория растяжения йо-йо для замедления вращения спутников , Техническая записка НАСА D-1676, апрель 1963 г.

Федор, СП, "Теория и расчетные кривые для механизма отклонения вращения Йо-Йо для спутников", Техническая записка НАСА D-708, август 1961 г.

  1. ^ «Уменьшение образования космического мусора: аргументы в пользу кодекса поведения» . ЕКА . Европейское космическое агентство. 15 апреля 2005 . Проверено 14 ноября 2014 года .
  2. ^ Скотт Р. Старин и Джон Этерно. «Системы определения и контроля отношения» (PDF) . НАСА.
  3. ^ «Общее описание зондирующих ракет» . Джона Хопкинса.
  4. ↑ Dawn Journal, 12 сентября 2007 г.
  5. ^ США 3030049 Pilkington, WC, Jr., McDonald, WS, и Wells, WH, Satellite Spin Control , апрель 1962 г.
  6. ^ Нобуаки Исии, Анализ движения разделения зондирующих ракет с использованием несбалансированного механизма Йо-Йо , Институт космоса и астронавтики, Японское агентство аэрокосмических исследований. Из этой статьи: «В экспериментах с ракетой-зондом и на заключительном этапе установки спутника, когда секция полезной нагрузки или спутник отделяется от нижнего двигателя, следует избегать столкновения двигателя из-за остаточной тяги. Обычно для предотвращения столкновений используется роторный двигатель (малый твердотопливный ракетный двигатель) или тумблер Йо ».
  7. ^ Экипаж космической станции близок к космическому мусору