System Kontroli Orientacji

Odłączenie satelity od wyrzutnika na orbicie może spowodować niekontrolowane obracanie się. Zbyt duża prędkość obrotowa doprowadzi do problemów z komunikacją oraz z ładowaniem akumulatorów z paneli słonecznych. Dlatego głównym zadaniem systemu kontroli i zmiany orientacji (Attitude Determination and Control System – ADCS) w PW-Sat2 jest zmniejszenie prędkości obrotowej satelity do akceptowalnych wartości.

Płytka lotna systemu ADCS PW-Sat2

Płytka lotna systemu ADCS PW-Sat2

ADCS składa się z dwóch cewek z rdzeniem ferrytowym oraz jednej bez rdzenia. Zmiana orientacji satelity polega na przepuszczaniu prądu przez cewki.

Cewka, przez którą płynie prąd ustawia się względem linii pola magnetycznego Ziemi dokładnie tak, jak igła kompasu. Momenty generowane przez cewki są bardzo małe, ale w warunkach panujących na niskiej orbicie Ziemi są wystarczające aby doprowadzić do zmiany orientacji satelity.

Integracja PW-Sat2 - ADCS

Integracja PW-Sat2 – ADCS

Jedynym czujnikiem, z którego korzysta ADCS jest trójosiowy magnetometr MEMS. Na pokładzie znajdują się inne czujniki (żyroskop trójosiowy oraz czujniki określające orientację do Słońca), ale nie są one wykorzystywane przez algorytmy wbudowane w ADCS. Mogą one służyć jako dodatkowa informacja dla zespołu w stacji naziemnej.

Moduł ADCS jest rozwiązaniem dostarczonym przez firmę Innovative Solutions in Space BV.

background

Działanie ADCS podczas misji

40 minut po odłączeniu się PW-Sat2 od wyrzutnika nastąpi otwarcie anten oraz rozpocznie się nadawanie podstawowych informacji o stanie satelity, co 60 sekund (tzw. beacony).

Symulacja misji PW-Sat2

Symulacja misji PW-Sat2

Około godziny później komputer pokładowy wyśle komendę do układu zasilania, aby ten włączył zasilanie ADCS oraz uruchomi detumbling. Jest to specjalny tryb pracy ADCS, który spowoduje zmniejszenie prędkości obrotowej satelity. Po tym ADCS zostanie wyłączony, aby oszczędzać energię.

W przypadku wzrostu prędkości obrotowej satelity podczas misji będzie możliwe uruchomienie trybu detumblingu.

Testy i symulacje ADCS

W fazach A-C projektu przeprowadzono wiele symulacji związanych z ADCS. Dostępne są one w naszej dokumentacji. W kolejnej fazie przeprowadzono walidację symulacji i próby implementacji opisanych algorytmów w oprogramowaniu komputera pokładowego. Ponieważ zaawansowane algorytmy ADCS nie są celem misji PW-Sat2, uproszczono części tych założeń tak, aby nie wpłynęły na główny cel misji. Ostatecznie zrezygnowano z algorytmu śledzenia Słońca (Sun-pointing).

W fazach C-D przeprowadzono szczegółowe testy dostarczonego ADCS. Sprawdzano m.in. czy po zaburzeniu pola magnetycznego ADCS steruje odpowiednio cewkami tak, aby zmniejszyć prędkości zmiany pola magnetycznego.