Orientációmeghatározó és -szabályozó alrendszer fejlesztése LEO pályán működő kisműholdakhoz
A CubeSat szabvány megjelenése óta pályára állított több, mint 1000 kisműhold stabil szakmai alapot teremtett számos akadémiai és ipari műhely számára ahhoz, hogy a CubeSat rendszerekben alkalmazható technológiák új szintet érhessenek el. A megfigyelhető tendenciák alapján a korábbi, demonstrációs célú kisműholdak helyét komplexebb, magasabb követelményekkel rendelkező projektek fogják felváltani. A megnövekedett űrbéli jelenlét pedig számos lehetőséget tartogat magában a magasabb minőségű tudományos földmegfigyelési kísérletektől a telekommunikáció vagy műsorszórás területén kialakítható komparatív előnyökig.
Az új generációs kisműholdak esetében a megnövekedett minőségi elvárásoknak való megfelelés kifejezetten kritikus szempont a konstellációk esetében, a műholdak koordinációját és kooperációját biztosítandó. Annak ellenére, hogy a legtöbb CubeSat alacsony föld körüli pályán (LEO) teljesít küldetést, az űrkörnyezet továbbra is jelentős kihívásokat állít velük szemben, kiváltképp, hogy a költségek minimalizálása érdekében felettébb gyakori a hagyományos kereskedelmi forgalomban kapható (COTS) komponensek használata. A számítási teljesítményre, energiafogyasztásra, tömegre és térfogatra vonatkozó szűkös keret alapvető fontosságúvá teszi az egyes alrendszerek közti szinergiák kihasználását.
A műhold orientációjának meghatározásáért és szabályozásáért felelős alrendszer (ADCS) egyike a misszió sikeres teljesítése szempontjából leginkább kritikus platformkomponenseknek. Jelen munka célkitűzése, hogy a szakirodalom legújabb eredményeinek és a tudományos műhelyek által elkészített prototípusok áttekintésére alapozva, egy olyan ADCS alrendszer kerüljön megtervezésre, mely robusztus módon képes orientációmeghatározásra és -szabályozásra. Ehhez a Kálmán-szűrő módszertana, valamint egy hibrid szabályozási megközelítés került felhasználásra. A pontos és megbízható működés mellett további cél volt a szükséges számítási teljesítmény, s így az energiafogyasztás, minimalizálása is.
Az alrendszer tervezésének részletes áttekintését követően az implementációs környezet kérdése is tárgyalásra kerül. Az algoritmusok verifikációja érdekében Python nyelven megvalósításra került egy szimulációs keretrendszer, mely lehetővé tette a különböző üzemmódok részletes vizsgálatát.
szerző
-
Reizinger Patrik
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Vajda Ferenc
Egyetemi docens, Irányítástechnika és Informatika Tanszék -
Dr. Szemenyei Márton
Adjunktus, Irányítástechnika és Informatika Tanszék
