Spacecraft Momentum Control Systems

هدف این کتاب این است که هم به عنوان یک مرجع فنی عملی و هم منبعی برای به دست آوردن درک کامل تر از وضعیت هنر سیستم های کنترل حرکت فضاپیما، به ویژه نگاه کردن به ژیروسکوپ های لحظه ای کنترلی (CMG) باشد. در نتیجه، موضوع شامل تئوری، فناوری و مهندسی سیستم است. نویسندگان مطالب مربوط به معماری سطح سیستم فضاپیما را که دارای سیستم‌های کنترل حرکت است با مطالبی در مورد سخت‌افزار و نرم‌افزار کنترل حرکت ترکیب می‌کنند. این همچنین شامل مطالبی در مورد رویکردهای نظری و الگوریتمی برای کنترل وسایل نقلیه فضایی با CMG است. در اصل، CMGها محرک‌های کنترل نگرش هستند که فضاپیماهای بسیار چابک معاصر را ممکن می‌سازند. ظهور تصویربرداری تجاری از زمین، پیشرفت در فضاپیماهای خصوصی (از جمله ماهواره‌های کوچک)، و محبوبیت فزاینده موضوع در محافل دانشگاهی در دهه گذشته نشان می‌دهد که اکنون زمان بررسی عمیق این موضوع است. CMGها توسط چرخ‌های واکنش و الگوریتم‌های مرتبط برای هدایت تمام این محرک‌ها، که مجموعاً حوزه سیستم‌های کنترل حرکت فضاپیما را تشکیل می‌دهند، تقویت می‌شوند. این مطالب در سطحی مناسب برای مهندسان شاغل و کسانی که دارای مدرک کارشناسی در مهندسی مکانیک، برق و/یا هوافضا هستند، ارائه شده است.

The goal of this book is to serve both as a practical technical reference and a resource for gaining a fuller understanding of the state of the art of spacecraft momentum control systems, specifically looking at control moment gyroscopes (CMGs). As a result, the subject matter includes theory, technology, and systems engineering. The authors combine material on system-level architecture of spacecraft that feature momentum-control systems with material about the momentum-control hardware and software. This also encompasses material on the theoretical and algorithmic approaches to the control of space vehicles with CMGs. In essence, CMGs are the attitude-control actuators that make contemporary highly agile spacecraft possible. The rise of commercial Earth imaging, the advances in privately built spacecraft (including small satellites), and the growing popularity of the subject matter in academic circles over the past decade argues that now is the time for an in-depth treatment of the topic. CMGs are augmented by reaction wheels and related algorithms for steering all such actuators, which together comprise the field of spacecraft momentum control systems. The material is presented at a level suitable for practicing engineers and those with an undergraduate degree in mechanical, electrical, and/or aerospace engineering.