Navigarea cu giroscop - 3 - Giroscopul în navigarea spațială

Giroscopul și stelele

Giroscoapele sunt capabile să simtă cea mai mică schimbare în direcția sau orientarea navei spațiale. În navele spațiale, precesiunea unui giroscop nu este un lucru atât de bun. Dacă nu ar exista forțe externe (cum ar fi gravitația sau fricțiunea) care acționează asupra unui giroscop răsucit, nu ar exista nicio precesie și s-ar putea conta pe giroscop pentru a menține un plan absolut rigid în spațiu, chiar dacă nava spațială se rotește haotic. Desigur, giroscopul trebuie montat cumva la nava spațială, și, cel puțin aceste suporturi (precum cardanele de pe un giroscop de jucărie) vor provoca o anumită frecare.

Diferite tipuri de giroscoape au fost utilizate ca parte a sistemelor de navigație a navelor spațiale.

Giroscoapele mecanice se bazează pe o masă de rotație (precum roata noastră de bicicletă) pentru a furniza semnale de referință. Părțile lor în mișcare se pot uza, totuși, ceea ce nu este bine într-o misiune spațială îndelungată!
„Giroscoapele” laser inelar și laser cu fibră optică detectează modificările fasciculelor de lumină când unitatea este rotită. Ele nu sunt cu adevărat giroscoape, deoarece nu au părți în mișcare, dar îndeplinesc aceeași sarcină.
„Giroscoapele” rezonatoare simt mișcarea unei unde staționare într-o carcasă semisferică. Unda este ca o pahară de vin care „cântă” când vă frecați degetul pe marginea lui. Punctele nule ale undei precesează similar cu giroscopul roții bicicletei când unitatea este rotită. Dar, în afară de carcasele senzorului vibrator, giroscoapele cu rezonanță semisferice nu au părți în mișcare, deci nu funcționează cu adevărat pe același principiu ca și giroscopul roții noastre pentru biciclete.

Un nou sistem de urmărire a stelelor cu giroscop

Programul NASA New  Millennium a testat noile  tehnologii riscante în spațiu,  astfel încât viitoarele misiuni  de descoperire să le poată folosi și să se bazeze pe ele pentru a funcționa bine. Space  Technology 6 a fost o misiune  a programului pentu a dezvolta și testa un nou dispozitiv care combină într-un singur instrument un tracker de stele și un giroscop de tip rezonator de care servește ca senzor de referință inerțial. Acest dispozitiv, numit Inertial Stellar Compass, este mai mic și utilizează mai puțină energie decât tehnologiile anterioare, ceea ce îl face excelent pentru noile nave spațiale mai mici și mai puțin costisitoare pentru misiunile de descoperire.

Cele două tehnologii combinate asigură o navigație și un control extrem de precis. Giroscopul îi spune unui computer când sonda spațială și-a schimbat orientarea cât de puțin, apoi computerul poate comanda mecanismele de stabilizare ale navei spațiale pentru a efectua mici corecții. Trackerul de stele are sarcina de a verifica modelul stelelor în câmpul său vizual la fiecare câteva secunde, comparând ceea ce vede cu un fel de „hartă”, apoi calibrează giroscopul pentru a elimina orice erori care ar fi putut fi introduse prin precesie.

Misiunea Space Technology 6 a zburat pe Space Shuttle. În acest fel, noul dispozitiv se poate întoarce pe Pământ și poate fi folosit într-o misiune viitoare.

PDF: https://www.telework.ro/ro/e-books/navigarea-cu-giroscop/

Acest articol a fost scris de Diane Fisher, scriitoare și proiectantă a site-ului web The Space Place la spaceplace.nasa.gov. Alex Novati a făcut ilustrațiile. Articolul a fost furnizat prin amabilitatea Jet Propulsion Laboratory, Institutul de Tehnologie din California, Pasadena, California, în baza unui contract cu Administrația Națională de Aeronautică și Spațiu. Traducere, editare și adaptare de Nicolae Sfetcu, www.telework.ro.