Nanoműholdak orientáció meghatározása
A Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézetével együttműködve célunk egy infraszenzoros műhold orientáció meghatározó rendszer fejlesztése. Kisméretű, úgynevezett nanoműholdak esetében jelenleg még számos nyitott kérdést tartogat az orientációnak – azaz a műhold térbeli helyzetének – nemcsak a stabilitása, hanem a meghatározása is. Ugyanis ezek Föld körüli pályára állásuktól kezdve általában irányíthatatlan módon forognak, mely megnehezíti a tudományos mérések végzését vagy akár az adatok Föld-irányú továbbítását.
Ahhoz, hogy stabilizálni tudjuk egy műhold helyzetét, ismernünk kell annak megváltozását is. Ezt tehetnénk magnetométerrel, amely a Föld mágneses teréhez képest határozza meg az orientációt. Azonban ez önmagában nem elegendő, ugyanis ezzel a három szabadsági fokból csak kettőt tudunk meghatározni, amely nem definiálja egyértelműen az orientációt. Egy olyan megoldáson dolgozunk, amely képfeldolgozást alapul véve képes meghatározni a műhold térbeli helyzetét.
Ha alacsony Föld körüli pályából indulunk ki, akkor az űrben két fő hőforrás van a műholdról nézve: a Föld és a Nap. A kísérletünkben a műholdon négy, távoli infratartományban érzékelő szenzort helyezünk el, amelyek bár igen kicsi, 16×12 pixel felbontásúak, ezen források - azaz a Föld horizontja, illetve a Nap - detektálására alkalmasak lehetnek. A Földet a szenzor egy fényes felületként érzékeli, míg a Napot egyetlen nagyon fényes pontként.
A műholdon már megtörténik a képfeldolgozás, melyhez nagymértékű optimalizációra van szükség az alacsony erőforrások miatt. Képfeldolgozást követően a műhold ezen alrendszere leküldi az aktuális orientációhoz tartozó kvaterniót (vagy azzal egyenrangúan, az annak megfelelő forgatási mátrixot) a rendszerbuszon, így a többi fedélzeti komponens is felhasználhatja ezt az információt. A műhold orientációját egyértelműen meg tudjuk határozni ezen adatok, illetve a műhold és a Nap Földhöz viszonyított pozíciója ismeretében.
szerző
-
Kreinicker Gábor
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Pál András
tudományos főmunkatárs, CSFK KTM Csillagászati Intézet (külső) -
Dr. Nagy Balázs Vince
egyetemi docens, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék
