ENERGY-EFFICIENT METHODS OF CONTROLLING THE ANGULAR POSITION OF SMALL SPACECRAFT

  • O. Grebenkina Oles Honchar Dnipro National University
  • A. Kulabukhov Oles Honchar Dnipro National University
Keywords: ANGULAR MOTION OF THE SPACECRAFT, GRAVITY STABILIZER, IMPULSE SWITCHING OF THE FLYWHEEL ENGINE DURING PROGRAMMED TURNS

Abstract

A lot of attention is given to satellites' mass decreasing and ubiquitous use of micro and nanosatellites. It’s related to the progress in microelectronics devices development and significant orbital launch cost. The process of satellite dimensions reduction leads to increasing energy capabilities restrictions. This fact determines the need for improvement of control methods. The goal of the work is the development of a low-energy angular motion control method for microsatellites. Such methods include passive angular orientation and stabilization and active control with restricted energy consumption. The features of such methods were considered. The dependencies of maximum deflections angle from initial angular velocity obtained due separation from launch-vehicle in case of using gravity stabilization boom were obtained. The obtained results could be used in the gravity stabilization system design process. The guidelines for design of satellites' energy-efficient controllable attitude maneuvers were developed. The models of friction torque inside the flywheels were developed. They will increase the accuracy of computer simulation of satellite attitude control with using flywheels in impulse mode. Use of gravity stabilizer and flywheels in impulse control mode for attitude control can significantly reduce energy costs. The design of modeling guidelines were developed. They allow modeling the processes of angular motion for listed tasks. A methodical support for the method of attitude control with using flywheel at impulse mode has been created. It is allow to provide attitude control computer simulation with more accuracy using a model of friction torque and significantly decrease onboard energy consumption also.

Author Biographies

O. Grebenkina, Oles Honchar Dnipro National University

Гребенкіна Олена Анатоліївна, Україна Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара. Старший викладач Сфера інтересів - системи і процеси керування

A. Kulabukhov, Oles Honchar Dnipro National University

Кулабухов Анатолій Михайлович, Україна Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара. Завідувач кафедри, кандидат технічних наук, доцент. Сфера інтересів - системи і процеси керування

References

Н.Н. Севастьянов, В.Н. Бранец В.А. Панченко и др. Анализ современных возможностей создания малых космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли, ТРУДЫМФТИ.–2009.–Том1,N3,С.14 – 22.

Космические летательные аппараты. Введение в ракетно-космическую технику: Учеб. пособие с грифом МОНУ / Ю.Ф. Даниев Ю.Ф., А.В. Демченко, В.С. Зевако, А.М. Кулабухов, В.В. Хуторный; Под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. А.Н. Петренко. Д.: АРТ-ПРЕС, 2007. – 456 с

Желябов П. А., Кулабухов А. М. Алгоритм управления токовой катушкой в системах угловой ориентации и стабилизации космических аппаратов // Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки: зб. наук. праць Дніпровського національного ун-ту ім. Олеся Гончара. - 2018. - Т. XXIV. - С. 47- 56

P. Zheliabov, D. Faizullin, A. Kulabukhov. High performance processing cluster for remote sensing spacecraft // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Ракетно-космічна техніка. – 2020. – Вип. 23. – No4. – Т. 28. – С. 105-111. DOI: 10.15421/452014

P. Zheliabov, E. Lapkhanov, D. Faizullin, A. Kulabukhov, K. Hiraki Electromagnetic Stabilization System Algorithm During Energy Restriction Mode for the Near-Symmetric Satellites // International Review of Aerospace Engineering (I.RE.AS.E), Vol. 15, N. 1 ISSN 1973-7459 February 2022. – P. 62 – 70

Е. А. Гребенкина. В. А. Ларин, А. М. Кулабухов. Методика выбора двигателей- маховиков космических аппаратов для проведения стереосъемки // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Ракетно-космічна техніка. – 2021. – Вип. 24. –No4.–Т.29.–С.152-157DOI: 10.15421/452117

Желябов П.А., Кулабухов А.М. Методика выбора двигателей-маховиков для космических аппаратов // Системне проектування та аналіз характеристикаерокосмічної техніки: Зб. наук. пр. Т. ХХIII– Д: Ліра, 2017. – С. 10 – 16

Кулабухова Е.А. Метод управления программным разворотом КА / Е.А. Кулабухова, А.М. Кулабухов, В.А. Ларин // Вісник Дніпропетровського національного університету. – Серія Ракетно-космічна техніка. – вип. 12. – Т. 1. – ДНУ, 2008. – С. 86 – 89.

Published
2023-02-23
How to Cite
Grebenkina, O., & Kulabukhov, A. (2023). ENERGY-EFFICIENT METHODS OF CONTROLLING THE ANGULAR POSITION OF SMALL SPACECRAFT. Journal of Rocket-Space Technology, 30(4), 66-80. https://doi.org/10.15421/452210
Section
Control systems, telecommunications, navigation and automation