Controllo Assetto

1) Controllo d'assetto nel satellite spinnato :

Il satellite punta nella direzione di rotazione.

2) Sensori per il controllo d'assetto :

• Sensore di Sole
• Sensore di Terra
• Sensore di stelle
• Unità inerziali
• Sensori a radiofrequenza che si allineano con dei beacons inviati da stazioni di Terra
• Laser di riferimento da Terra

3) Sistemi di propulsione per il controllo d'assetto :

• Thruster a bassa potenza: da pochi milliNewton a decine o centinaia di Newton
• Thruster a media potenza: da centinaia di Newton a decine di migliaia di Newton

4) Motore a propellente solido :

E' costituito da una miscela solida all'interno della quale è realizzata la camera di combustione, il vantaggio è che rispetto al propellente liquido consente una spinta maggiore ed una minore complessità realizzativi tuttavia non è riutilizzabile.

5) Motore a monopropellente liquido :

Si utilizza Idrazina avente iridio come catalizzatore.

6) Motore a bipropellente liquido :

Si utilizza una combinazione di carburante ed ossidante separati da un gas pressurizzante come l'elio.

7) Vantaggi e svantaggi del motore a propellente liquido :

Vantaggi:

• Maggiore impulso specifico rispetto ai motori a propellente solido
• Possibilità di accensione e spegnimento mediante valvola a farfalla
• Può essere riutilizzato a seguito di ricondizionamento

Svantaggi:

• Il propellente non può essere immagazzinato per lunghi periodi di tempo
• Problemi nel bilanciamento dei pesi

8) Vantaggi e svantaggi del motore a propellente solido :

Vantaggi:

• Maggiore densità consente la realizzazione di vettori più piccoli
• Possibilità di immagazzinare il motore per un lungo periodo di tempo

Svantaggi:

• I gas espulsi sono tossici

9) Composizione, vantaggi e svantaggi del motore a propellente ibrido :

Il motore è costituito da un carburante solido e da un ossidante liquido, in tal modo si ha ;

Vantaggi:

• Maggior sicurezza durante produzione, operatività ed immagazzinamento
• Possibilità di accendere e spegnere il motore

Svantaggi:

• Variabilità nella mistura e nella chiusura inficiano l'efficienza del motore
• Non è ancora in produzione

10) Motore a propulsione elettrica :

Si tratta di motori con impulsi molto alti i quali però realizzano una spinta molto bassa per un massimo di 0,2N inoltre sono altamente inefficienti, il consumo è di circa 50W per ogni mN.Le varianti della propulsione elettrica sono le seguenti:

• Gas riscaldati tramite resistenze o archi ed espulsi tramite l'ugello
• Elettroni accelerati elettrostaticamente
• Interazione di campi magnetici e correnti sul plasma

11) Propulsione ionica :

In un camera di ionizzazione gli elettroni vengono estratti da metalli pesanti allo stato liquido, gli ioni che ne risultano vengono accelerati tramite una griglia ad alto potenziale, si ottengono impulsi specifici dell'ordine di 2500s con spinte di 20mN a fronte di una potenza elettrica richiesta pari a circa 600W. La spinta che ne risulta ha una imprecisione di circa 30° pertanto viene eseguita una calibrazione in orbita.

12) Propulsione nucleare :

Uno studio del 1950 ha previsto la possibilità di andare su Marte e tornare in 250 giorni, tuttavia una ratifica del 1967 ha imposto il non utilizzo di propellente nucleare in applicazioni spaziali.

13) Propulsione solare :

L'idea iniziale prevedeva che i protoni impattassero contro un foglio di alluminio avente uno spessore pari a 70 atomi.

Successivamente si è pensato a inviare contro una struttura più resistente della energia a microonde, i nuovi concetti prevedono l'utilizzo di una combinazione di energia riflessiva e infrarosso.

14) Propulsione con tethers :

Si tratta di lunghi cavi che collegano lo spacecraft a un altro oggetto quale ad esempio un booster esaurito, ve ne sono 2 tipi:

• A scambio di momento: consente di trasportare payloads velocemente e richiedendo poco propellente
• Elettrodinamici: vengono utilizzati per generare potenza a bordo

15) Propulsione Laser :

Prevede l'utilizzo di uno spacecraft da 2Kg il quale viene accelerato sino a 30Km tramite un laser impulsato da 2MW.

16) UPS :

Unified Propulsion System, si occupa sia del posizionamento orbitale che del controllo d'assetto, il vantaggio principale è che il propellente non utilizzato per il posizionamento sull'orbita rimane a disposizione per il controllo d'assetto, inoltre viene semplificata l'integrazione dei sistemi.

17) Propulsione ionica sul satellite Artemis :

Artemis è stato rilasciato da Ariane 5 ad una orbita molto più bassa rispetto al previsto ossia a 17487Km, tramite il propellente chimico è riuscito a portarsi a 31000 Km dopodichè tramite i motori ionici è riuscito a portarsi sull'orbita stazionaria a 35853Km dalla Terra.

18) Trasferimento di Hohmann verso l'orbita geostazionaria :

Il razzo vettore lascia il satellite a 200Km di altezza dopodichè si ha immediatamente uno sparo al perigeo e successivamente un altro sparo all'apogeo.

19) Trasferimento verso l'orbita geostazionaria mediante iniezioni multiple :

Il razzo vettore lascia il satellite a 200Km di altezza dopodichè si ha un primo sparo di perigeo nel piano dell'orbita dopodichè vengono fatti spari successivi all'apogeo al fine di correggere l'inclinazione, tali spari sono ortogonali alla traiettoria del piano.

20) Potenzialità di Ariane V :

Consente di effettuare lancio singolo, doppio e triplo, è alto 52m ed ha due booster laterali alti 30m caricati con propellente solido mentre il motore centrale è criogenico.

21) Lanciatore Pegasus :

Si tratta di un aereo che a 12Km di altezza lascia un razzo vettore, questo attraverso 3 stadi porta il satellite a 648Km di altezza.