제어 모멘트 자이로스코프

Control moment gyroscope

제어모멘트자이로스코프(CMG)는 우주선 자세제어시스템에서 일반적으로 사용되는 자세제어장치이다.CMG는 회전하는 로터와 로터의 각운동량을 기울이는 하나 이상의 전동식 짐벌로 구성됩니다.회전자가 기울면 변화하는 각운동량은 우주선을 [1][2]회전시키는 자이로스코프 토크를 일으킨다.

메카닉스

CMG는 리액션 휠과 다릅니다.후자는 단순히 회전자 회전 속도를 변경함으로써 토크를 적용하지만, 전자는 회전 속도를 변경하지 않고도 회전자의 회전 축을 기울인다.CMG는 전력 효율도 훨씬 뛰어납니다.수백 와트와 약 100 kg의 질량에 대해, 큰 CMG는 수천 개의 뉴턴 미터의 토크를 만들어냈습니다.비슷한 능력을 가진 반응 바퀴는 메가와트의 [3]전력을 필요로 한다.

디자인 품종

싱글 짐벌

가장 효과적인 CMG에는 1개의 짐벌만 포함됩니다.이러한 CMG의 짐발이 회전할 때 로터의 각운동량 방향의 변화는 우주선처럼 CMG가 장착된 차체에 반응하는 토크를 나타냅니다.우주선의 움직임에 의한 영향을 제외하고, 이 토크는 제약에 의한 것이므로 기계적인 작업을 하지 않는다(즉, 에너지가 필요 없음).싱글 짐벌 CMG는 전력을 거의 필요로 하지 않는 방법으로 각운동량을 교환하고, 그 결과 최소한의 전기입력에도 매우 큰 토크를 적용할 수 있습니다.

듀얼 짐벌

이러한 CMG에는 로터당 2개의 김발이 포함됩니다.액튜에이터로서 로터의 각운동량 벡터를 임의의 방향으로 향하게 할 수 있기 때문에 싱글 짐벌 CMG보다 다용도성이 뛰어납니다.그러나 한 짐벌의 동작에 의해 발생하는 토크는 종종 우주선으로 가는 도중에 다른 짐벌에 의해 반응해야 하며, 주어진 토크로 단일 짐벌 CMG보다 더 많은 동력이 필요합니다. 국제 우주 정거장의 경우처럼 단순히 각 운동량을 질량 효율적인 방식으로 저장하는 것이 목적이라면 듀얼 짐벌 CMG가 좋은 설계입니다.선택.그러나 우주선이 최소한의 전력을 소비하면서 큰 출력 토크를 필요로 한다면 싱글 짐벌 CMG가 더 나은 선택입니다.

가변 속도

대부분의 CMG는 동적 결합 및 비보수적 효과로 인한 변화를 상쇄하기 위해 비교적 작은 모터를 사용하여 로터 속도를 일정하게 유지합니다.일부 학술적 연구는 CMG 김발 동안 회전자 속도를 증가 및 감소시킬 가능성에 초점을 맞추고 있습니다.가변 속도 CMG(VSCMG)는 일반적으로 로터의 출력 토크가 짐벌 동작에 의해 발생하는 것보다 훨씬 작기 때문에 작동 능력을 고려할 때 실질적인 이점을 거의 제공하지 않습니다.VSCMG가 기존 CMG와 비교할 때 가장 실질적인 이점은 사용 가능한 로터 토크로 인해 추가적인 자유도를 얻을 수 있다는 것입니다. 이러한 자유도는 지속적인 CMG 특이성 방지 및 VSCMG 클러스터 방향 변경에 활용될 수 있습니다.연구에 따르면 이 두 가지 목적에 필요한 로터 토크는 매우 작고 기존 CMG 로터 [4]모터의 성능 범위 내에 있는 것으로 나타났습니다.따라서 VSCMG의 실질적인 이점은 CMG 클러스터 스티어링 및 CMG 로터 모터 제어 법칙이 변경된 기존 CMG를 사용하여 쉽게 이용할 수 있습니다.VSCMG는 플라이휠의 운동 에너지로 전기 에너지를 저장하는 기계식 배터리로도 사용할 수 있습니다.

우주선 본체

우주선에 회전 부품이 있으면 이를 CMG로 활용하거나 제어할 수 있다.

잠재적인 문제

특이점

우주선 자세 제어를 위해 최소 3개의 단일 축 CMG가 필요합니다.그러나 우주선이 얼마나 많은 CMG를 사용하든 간에 짐벌 모션으로 인해 상대적인 방향이 특정 방향에 따라 사용 가능한 출력 토크가 생성되지 않을 수 있습니다.이러한 방향은 특이점이라고 하며, 특정 관절 정렬로 인해 엔드 이펙터 속도의 한계에 부딪히는 로봇 시스템의 운동학과 관련이 있다.이러한 특이점을 피하는 것은 당연히 큰 관심사이며, 몇 가지 기술이 제안되었다.데이비드 베일리와 다른 사람들은 (특허와 학술 간행물에서) 이러한 특이점과 관련된 "제로 나누기" 오류를 피하는 것만으로도 [5][6]충분하다고 주장했습니다.두 개의 최신 특허가 경쟁하는 접근 [7][8]방식을 요약하고 있습니다.짐벌 잠금도 참조하십시오.

포화도

CMG 클러스터는 특정 방향으로 최대량의 각운동량을 유지하고 있어 더 이상 유지할 수 없다는 점에서 포화 상태가 될 수 있습니다.

예를 들어, 두 개 이상의 이중 짐벌 CMG가 장착된 우주선이 배출되는 폐가스에서 발생하는 반응으로 인해 발생하는 일시적인 원치 않는 토크를 경험하고, 이를 통해 전방 축을 중심으로 시계 방향으로 굴러 각 운동량을 증가시킨다고 가정하자.그런 다음 CMG 제어 프로그램은 CMG의 짐벌 모터에 로터의 스핀 축을 점점 더 앞으로 기울이도록 명령하여 로터의 각 운동량 벡터가 거의 전방 축을 가리키도록 합니다.회전자 스핀 방향의 점진적인 변화가 진행되는 동안, 회전자는 회전 토크를 생성하게 되고, 그 결과 전방 축을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전하면서 원치 않는 폐가스 토크에 대해 우주선을 안정적으로 유지합니다.

과도 토크가 종료되면 제어 프로그램이 짐벌 이동을 중지하고 로터가 이전보다 더 앞쪽을 향하게 됩니다.원치 않는 전방 각운동량의 유입이 CMG를 통해 전달되어 로터로 덤프되었습니다. CMG의 총 각운동량 벡터의 전방 성분이 이전보다 더 커졌습니다.

이러한 현상이 반복되면 개별 로터의 각 운동량 벡터가 전방 방향으로 점점 더 가깝게 뭉쳐집니다.제한적인 경우, 이들은 모두 평행하게 되어 CMG 클러스터는 그 방향으로 포화 상태가 되어 각운동량을 유지할 수 없게 됩니다.CMG가 처음에 다른 축에 대해 각운동량을 유지하지 않으면 전방 축을 따라 정확히 포화 상태가 됩니다.그러나 (예를 들어) 이미 "위"(왼쪽) 방향으로 약간의 각운동량을 유지하고 있는 경우, 전방 및 약간 위쪽으로 향하는 축을 따라 포화(결국 평행하게 됨)됩니다.모든 축에 대해 포화가 가능합니다.

포화 상태에서는 자세 제어가 불가능하다.이제 자이로스코프 토크는 포화 축에 대한 직각에서만 생성될 수 있으므로 해당 축 자체에 대한 롤 제어는 존재하지 않습니다.다른 축에 대한 제어에도 큰 어려움이 있을 것입니다.예를 들어 원치 않는 왼쪽 요는 CMG 로터에 일부 "상향" 각운동량을 저장해야만 대응할 수 있습니다.이 작업은 축 중 적어도 하나를 위로 기울이는 방법으로만 수행할 수 있으며, 그러면 전체 각운동량의 전방 성분이 약간 감소합니다.이제 그들은 더 적은 "오른쪽 롤링" 전방 각운동량을 저장할 수 있기 때문에, 그들은 원치 않는 오른쪽으로 [a]구르기 시작할 수 밖에 없는 우주선에 일부를 다시 방출해야 할 것이다.

이러한 통제력 상실에 대한 유일한 해결책은 우주선에서 과도한 각운동량을 제거함으로써 CMG를 불포화시키는 것이다.가장 간단한 방법은 반응 제어 시스템(RCS) 스러스터를 사용하는 것입니다.전방 축을 따라 포화 상태가 되는 예에서는 RCS가 작동하여 해당 축을 중심으로 시계 반대 토크를 생성합니다.그런 다음 CMG 제어 프로그램은 회전자 스핀 축이 전방 방향에서 벗어나 팬아웃을 시작하도록 명령하고, 회전자 스핀 축이 전방 방향에서 시계 방향으로 회전하면서, RCS가 계속 발사되고 우주선을 안정적으로 유지하는 한 RCS에 대항하는 토크를 생성합니다.이는 CMG 로터로부터 적절한 양의 전방 각운동량이 배출될 때까지 계속되며, RCS 스러스터 배기 내 이동물질의 운동 모멘트로 변환되어 우주선 [b]밖으로 운반됩니다.

"포화"는 두 개 이상의 CMG가 있는 클러스터에만 적용될 수 있습니다. 이는 로터 스핀이 평행하게 되었음을 의미하기 때문입니다.단일 정속 CMG가 포화 상태가 될 수 있다는 것은 의미가 없습니다. 어떤 의미에서는 로터가 가리키는 방향이 무엇이든 "영구적으로 포화"됩니다.이는 단일 반응 바퀴가 최대 설계 속도로 포화 상태에 이를 때까지 더 빠르게 회전함으로써 고정 축을 따라 점점 더 많은 각 운동량을 흡수할 수 있는 것과 대조됩니다.

병렬 방지 얼라인먼트

포화 상태 이외에 바람직하지 않은 로터 축 구성, 특히 반평행 정렬이 있습니다.예를 들어, 2개의 듀얼 짐벌 CMG를 가진 우주선이 한쪽 로터 스핀 축은 정면을 향하고 다른 쪽 로터 스핀은 정면을 향하고 있는 상태(즉, 첫 번째 로터 스핀과 반평행)가 되면 모든 롤 제어가 손실됩니다.이는 포화 상태와 동일한 이유로 발생합니다. 로터는 스핀 축에 대해 직각으로만 회전 토크를 생성할 수 있으며, 여기서 이러한 토크는 전방 및 후방 구성 요소가 없으므로 롤링에 영향을 미치지 않습니다.그러나 이 경우 CMG는 전혀 포화 상태가 아닙니다. 각 모멘타는 같고 반대이기 때문에 저장된 각 운동량은 모두 0이 됩니다.그러나 채도의 경우와 마찬가지로 정확히 같은 이유로 CMG가 반평행 정렬에 접근하면 롤 제어가 점점 더 어려워집니다.

반병렬 구성에서는 롤 제어가 손실되더라도 다른 축에 대한 제어는 여전히 잘 작동합니다(포화 상태와는 대조적으로).원치 않는 좌측 요는 "업" 각운동량을 저장함으로써 처리할 수 있으며, 양쪽 로터 스핀 축을 약간 위로 기울이면 쉽게 처리할 수 있습니다.전후의 컴포넌트는 여전히 같으며 반대이기 때문에 전후의 각운동량은 변화하지 않기 때문에(전후의 각운동량은 0이 됩니다), 따라서 불필요한 롤링도 발생하지 않습니다.실제로 로터 축이 더 이상 반평행이 아니며 일부 롤 제어가 복원되기 때문에 상황이 개선될 것입니다.

따라서 반평행 정렬은 포화만큼 심각하지 않지만 여전히 피해야 합니다.이는 이론적으로 임의의 수의 CMG에서 가능합니다.일부 로터가 특정 축을 따라 평행하게 정렬되어 있고 다른 로터가 정확히 반대 방향을 가리키고 있는 한 포화는 없지만 해당 축에 대한 롤 제어는 여전히 없습니다.3개 이상의 CMG를 사용하면 기존의 총 각운동량을 로터 간에 재배포하는 것만으로 상황을 즉시 해결할 수 있습니다(총 각운동량이 [c]0인 경우에도).실제로 CMG 제어 프로그램은 처음부터 발생하는 상황을 피하기 위해 총 각운동량을 지속적으로 재배포합니다.

첫 번째 예시와 같이 클러스터에 CMG가 2개밖에 없는 경우 저장된 총 각운동량이 0에 도달하면 반드시 반병렬 정렬이 발생합니다.해결방법은 RCS 발사를 사용하여 제로로부터 멀리하는 것입니다.이는 매우 만족스럽지 않으며, 실제로 CMG를 사용하는 모든 우주선은 최소 3개가 장착되어 있습니다.단, 오작동 후 클러스터에는 2개의 CMG만 동작하고 있는 경우가 있어 제어 프로그램이 이 상황에 대처할 수 있어야 합니다.

짐벌 스톱 때리기

1973년에 Skylab과 함께 출시된 것과 같은 구형 CMG 모델은 고정된 기계 정류장 사이의 짐벌 이동이 제한되었습니다.Skylab CMG에서 한계치는 내부 짐벌의 경우 0도에서 영하 80도, 외부 짐벌의 경우 + 220도에서 영하 130도였습니다(따라서 이동 중심에서 45도 오프셋됨).내각을 '위도'로, 외부를 '경도'로 시각화하면 개별 CMG의 경우 '북극'과 '남극'에 위도 10도의 '사각지대'가 있고, 극에서 극으로 이어지는 '경도'의 10도 너비가 '경도' + 135를 중심으로 한 '사각지대'가 추가로 있음을 알 수 있다.이 '블라인드 영역'은 회전자의 스핀 축을 [9]: 11 가리킬 수 없는 방향을 나타냅니다.

Skylab은 3개의 CMG를 운반하여 케이싱(김발이 0으로 설정되었을 때는 회전자 축)을 서로 수직인 3방향으로 향하게 했습니다.이를 통해 6개의 '극성 사각지대'가 서로 90도 간격으로 배치되었습니다.45도 영점 오프셋을 통해 외부 짐벌의 세 '사각지대'가 인접한 '극지 사각지대' 사이의 중간 지점과 서로 최대 거리를 통과할 수 있었다.전체 배치는 세 개의 CMG의 '블라인드 영역'이 결코 겹치지 않도록 보장하고, 따라서 세 개의 회전자 스핀 중 적어도 두 개는 주어진 [9]: 4 방향을 가리킬 수 있도록 했다.

CMG 제어 프로그램은 큰 짐벌 각도를 0에 가깝게 만들기 위해 세 개의 로터 사이에 각운동량을 재분배함으로써 짐벌들이 절대 정지하지 않도록 하는 역할을 했습니다.저장할 총 각운동량은 3개의 자유도에 불과했지만 제어 프로그램은 6개의 독립 변수(짐벌 각도 3쌍)를 변경할 수 있었기 때문에 프로그램은 반평행 [9]: 5 정렬을 피하는 것과 같은 다른 제약 조건을 준수하면서 이를 수행할 수 있는 충분한 행동의 자유가 있었다.

스카이랩과 같은 제한된 짐벌 움직임의 장점 중 하나는 특이점이 문제가 되지 않는다는 것이다.만약 스카이랩의 내부 김발이 0도에서 90도 이상 떨어져 있었다면, '북극과 남극극'은 특이점이 될 수 있었을 것이다. 짐벌 스톱이 이것을 막았다.

2000년에 ISS에 설치된 4개의 유닛과 같은 보다 현대적인 CMG는 짐벌 이동이 무제한이므로 '사각지대'가 없습니다.따라서 ISS의 4개 유닛은 모두 같은 방향을 향하고 있기 때문에 서로 수직인 방향으로 장착할 필요가 없습니다.제어 프로그램은 짐벌 스톱에 신경 쓸 필요는 없지만, 다른 한편으로 특이점을 피하는 데 더 많은 주의를 기울여야 합니다.

적용들

스카이랩

1973년 5월에 발사된 스카이랩은 자세 [10]제어를 위해 대형 CMG를 장착한 최초의 유인 우주선이었다.세 개의 듀얼 짐벌 CMG가 스테이션 측면에 있는 풍차 모양의 태양 전지판 배열의 허브에 있는 아폴로 망원경 마운트의 장비 랙에 설치되었다.케이스(그리고 모든 짐발이 0 위치에 있을 때의 로터)가 서로 수직인 세 방향을 가리키도록 배치되었습니다.유닛이 이중으로 되어 있었기 때문에, 각 유닛은 로터 축에 직각으로 임의의 축에 대한 토크를 생성해, 어느 정도의 용장성을 제공할 수 있었습니다.세 개 중 하나가 고장났을 경우, 나머지 두 개의 조합은 일반적으로 원하는 [9]축 주위에 토크를 생성할 수 있습니다.

살류트와 미르의 자이다인

CMGs were used for attitude control on the Salyut and Mir space stations, where they were called gyrodynes (from the Russian гиродин girodin; this word is also sometimes used – especially by Russian crew – for the CMGs on the ISS).[11]1974년 Salyut 3에서 처음 테스트되었으며 Salyut 6 [12]이후 표준 부품으로 도입되었습니다.

완성된 미르 역에는 Kvant-1 [13]모듈의 가압된 내부에 6개를 시작으로 총 18개의 자이로다인이 있었다.이것들은 나중에 Kvant-2 밖에서 가압되지 않은 다른 6개에 의해 보충되었다.NPO Energia에 따르면, 자이다인 교체를 훨씬 더 어렵게 [14]만들었기 때문에, 그들을 밖으로 내보내는 것은 실수임이 밝혀졌다.세 번째 자이로다인 세트는 미르-18[15] 기간에 크리스탈에 설치되었다.

국제 우주 정거장

NASA 직원들은 국제우주정거장을 위해 하나의 제어 모멘트 자이로스코프를 취급합니다.

ISS는 총 4개의 CMG를 사용하며, 정상 비행 모드 운영 중에 Z1[16] 트러스 위에 1차 작동 장치로 장착됩니다.CMG 비행 제어 시스템의 목적은 우주 정거장을 지구 표면에 대해 고정된 자세로 유지하는 것이다.또한 중력구배, 대기항력, 태양압 및 지자기 상호작용의 토크 기여가 최소화된 토크 평형 자세(TEA)를 추구한다.이러한 지속적인 환경 교란이 존재하는 경우 CMG는 우주 정거장을 원하는 자세로 유지하기 위해 각 운동량을 흡수합니다.CMG는 최종적으로 포화 상태가 되어(각운동량이 축적되지 않을 때까지 축적됨) 제어용 CMG 어레이의 효율이 저하됩니다.CMG가 원하는 자세를 유지함과 동시에 CMG의 포화를 방지하기 위해서는 일종의 각운동량관리방식(MMS)이 필요합니다.외부 토크가 없는 경우 CMG는 총량을 변경하지 않고 각운동량만 서로 교환할 수 있으므로 외부 제어 토크를 사용하여 CMG를 비포화, 즉 각운동량을 공칭값으로 되돌려야 합니다.CMG 각운동량을 언로드하는 방법에는 자기토크, 반응추력기 및 중력구배토크를 사용하는 방법이 있습니다.우주정거장에서는 소모품이나 외부 하드웨어가 필요하지 않고 ISS의 중력 경사 토크가 매우 [17]높을 수 있기 때문에 중력 경사 토크 접근법이 선호된다[citation needed].CMG 포화는 우주 유영 중에 관찰되었으며, 원하는 [18]자세를 유지하기 위해 추진제를 사용해야 한다.2006년과 2007년 CMG 기반 실험은 ISS 90°와 180°[19]의 자세를 조정하는 제로 추진제 기동 실행 가능성을 입증했다.2016년까지 CMG 기반 자세 조정을 사용하여 소유즈 도킹 해제를 4회 실시하여 상당한 추진제 [20]절감 효과를 얻었습니다.

톈궁 역

톈궁은 티안허 코어 모듈에 장착된 총 6개의 CMG를 가지고 있으며 측면에는 둥근 부분이 보입니다.

제안.

2016년 현재, ISS의 러시아 궤도 세그먼트에는 자체 CMG가 없습니다.그러나 제안되었지만 아직 제작되지 않은 과학 및 동력 모듈(NEM-1)[21]에는 여러 개의 외부 장착형 CMG가 장착된다. NEM-1은 2016-25 러시아 프로그램 중 어느 시점에 완료 및 발사 예정인 소형 Uzlovoy 모듈 또는 노달 모듈의 측면 포트 중 하나에 설치된다.트윈 NEM-2(완료된 경우)는 나중에 다른 쪽 UM 포트에 대칭으로 설치됩니다.

2015년 2월 24일, Roscosmos의 과학기술 위원회는 ISS의 해체 후 (당시 2024년으로 계획됨) 새로운 러시아 모듈을 분리하여 OPSEK라고 [22][23]불리는 작은 러시아 우주 정거장의 핵을 형성할 것이라고 발표했다.이 계획이 실행되면 NEM-1(및 NEM-2, 건설된 경우)의 CMG는 새로운 러시아 기지에 대한 자세 제어를 제공할 것이다.

  • Control moment gyroscope

    제어 모멘트 자이로스코프

  • Control moment gyroscope drawing (cover removed)

    제어 모멘트 자이로스코프 도면(커버 제거)

제안된 우주 거주지 섬 3은 순 제로 모멘텀의 CMG와 반대로 두 개의 반대되는 서식지를 이용하도록 설계되었으며, 따라서 자세 제어 [24]추진기가 필요하지 않다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 실제로 클러스터가 포화 상태가 아니더라도 제어는 이미 어려워집니다.예를 들어, 롤 제어에는 회전식 토크가 전방을 향하는 구성 요소를 가져야 합니다.이러한 자이로스코프 토크는 항상 로터 스핀 축에 대해 직각을 이루므로 이 예에서는 전방 방향 구성 요소가 전체 자이로스코프 토크에 비해 매우 작습니다.즉, 전체 자이로스코프 토크가 상당히 커야 롤을 제어할 수 있으며, 이는 짐벌 모션을 더 빠르게 만들어야 가능합니다.최종적으로는 짐벌 모터의 성능을 초과하게 됩니다.
  2. ^ RCS 스러스터는 폐가스 배출에 의해 발생하는 토크를 직접적으로 반대하기 위해 원래 사용되지 않았으며, 따라서 CMG를 모두 우회하여 불필요하게 만드는 데 왜 사용되었는지를 질문할 수 있습니다.한 가지 해답은 RCS 스러스터가 배출하는 폐가스나 원치 않는 토크의 다른 가능성 있는 원인보다 훨씬 더 많은 추력을 발생시킨다는 것입니다. RCS 발사는 CMG에 축적되는 데 몇 시간이 걸린 각 운동량을 배출할 수 있습니다.RCS는 "조밀한" 자세 제어에 사용되며 CMG는 "미세" 조정을 제공합니다.CMG에 일시적으로 각운동량을 저장하는 또 다른 이유는 시간이 지나면 원치 않는 토크가 반대 방향으로 따라올 수 있기 때문입니다.이 경우 첫 번째 사건 이후에 저장된 각 운동량은 귀중한 RCS 연료의 지출 없이 두 번째 사건에 대응하기 위해 사용된다.이와 같은 주기적인 원치 않는 토크는 종종 중력 구배와의 궤도 상호작용에 의해 발생합니다.
  3. ^ 예를 들어, 4개의 CMG가 있고 시작 구성이 2개의 스핀이 앞쪽을 향하고 2개의 스핀이 뒤쪽을 향하고 있다고 가정합니다.그러면 앞쪽 로터 중 하나를 부드럽게 "위로" 회전시키는 동시에 뒤쪽 로터 하나를 "아래로" 회전시킬 수 있습니다.결과적으로 발생하는 자이로스코프 토크는 이 모션이 진행되는 동안 서로를 정확히 상쇄하며, 최종 "+" 모양 구성은 더 이상 반평행이 아닙니다.

레퍼런스

  1. ^ "Space Station Control Moment Gyroscope Lessons Learned" (PDF). NASA.gov.
  2. ^ "Control Moment Gyroscopes (CMG)". aerospace.honeywell.com. Retrieved 2018-03-27.
  3. ^ "R Votel, D Sinclair. "Comparison of control moment gyros and reaction wheels for small Earth-observing satellites." 26th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites".
  4. ^ Schaub, Hanspeter; Junkins, John L. (January 2000). "Singularity Avoidance Using Null Motion and Variable-Speed Control Moment Gyros". Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 23 (1): 11–16. Bibcode:2000JGCD...23...11S. doi:10.2514/2.4514.
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  18. ^ Oberg, James (February 28, 2005). "Action-reaction in space: the "gyrodine war" heats up". The Space Review. SpaceNews. Retrieved 31 October 2018. Lost in all of this exchange of complaints is the fundamental engineering problem of what actually is forcing the Russian thrusters to fire during spacewalks. American and Russian space workers have strikingly incompatible theories about the causes. [...] Lost in all of this exchange of complaints is the fundamental engineering problem of what actually is forcing the Russian thrusters to fire during spacewalks. American experts believe that water vapor jetting from a cooling unit in the backpack of spacewalkers is strong enough to turn the entire two-hundred-ton space station out of alignment. This overloads the American stabilizing gyroscopes and triggers the firing of Russian rocket thrusters. The effect has been noticed on past station spacewalks that use the Russian space suits. For their part, Russian engineers believe a small air leak from their airlock hatch could be cause. Other Russian experts blame it all on a malfunction in the American gyroscopes (which Russians call "gyrodines"), with no Russian problem at all.
  19. ^ Bedrossian, Nazareth (June 20, 2018). "International Space Station Zero-Propellant Maneuver (ZPM) Demonstration". National Aeronautics and Space Administration. NASA. Retrieved 31 October 2018. No more million-dollar maneuvers. When the space station must rotate for operations such as docking of resupply vehicles, it uses thrusters that run on propellant costing nearly $10,000 per pound. This demonstration successfully rotated the station 90 and 180 degrees without propellant, saving more than 1 million dollars worth of propellant on the 180-degree maneuver. The new technology uses gyroscopes, or spinning momentum-storage devices powered by solar energy, to maneuver along special attitude trajectories. It will substantially reduce propellant use and contamination of solar arrays and loads. With this technology, long-duration space exploration missions can carry less propellant and more provisions
  20. ^ Turett, Fiona (May 11, 2016). "Propellant Savings during Soyuz Undock from the International Space Station" (PDF). NASA Technical Reports Server. NASA Johnson Space Center Flight Operations Directorate. Retrieved 31 October 2018. Propellant Usage • Traditional Soyuz Undock: 10-40 kg • Soyuz undock on US Control: 0-1 kg • Savings per year (4 Soyuz/year): 40-160 kg
  21. ^ Zak, Anatoly. "Russia works on a new-generation station module". www.russianspaceweb.com. Anatoly Zak. Archived from the original on 8 April 2016. Retrieved 5 April 2016.
  22. ^ Zak, Anatoly. "OPSEK Project". www.russianspaceweb.com. Anatoly Zak. Archived from the original on 22 March 2016. Retrieved 5 April 2016.
  23. ^ Zak, Anatoly. "Uninternational space station". www.russianspaceweb.com. Anatoly Zak. Retrieved 5 April 2016.
  24. ^ O'Neil, Gerard (1976). The High Frontier. William Morrow. p. 288. ISBN 978-0688031336.

외부 링크

CMG의 적용과 기초 연구는 여러 기관에서 이루어지고 있다.

  • Georgia Tech의 Panagiotis Tsiotras는 플라이휠 에너지 저장과 관련하여 가변속도의 CMG를 연구하여 이를 기반으로 우주선 시뮬레이터를 제작했습니다: 교수단 페이지
  • 버지니아 공대의 크리스토퍼 홀은 또한 우주선 시뮬레이터를 만들었습니다: 교직원 페이지
  • 텍사스 A&M의 John Junkins와 Srinivas Vadali는 VSCMG에 관한 논문을 작성하여 특이성 회피에 사용하였습니다.교수 페이지
  • 코넬의 메이슨 펙은 바이올렛 우주선과 함께 CMG로 구동되는 나노샛을 연구하고 있다: 바이올렛 프로젝트 페이지
  • 플로리다 대학의 우주 시스템 그룹 교수.Norman Fitz-Coy는 피코 및 나노 위성을 위한 CMG의 개발과 특이성 회피 SSG를 위한 다양한 조향 로직 연구를 해왔다.
  • 해군 대학원 Brij Agrawal 교수는 두 대의 우주선 시뮬레이터를 제작했는데, 그 중 적어도 하나는 CMG를 사용합니다. [1][permanent dead link]
  • Honeywell Defense and Space Systems는 제어 모멘트 자이로스에 대한 연구를 수행하며 CMG에 의해 구동되는 우주선 시뮬레이터도 개발했다: [부러진 링크] CMG 테스트베드 비디오
  • 해군대학원 Marcello Romano는 가변속 CMG를 연구하여 우주선 근접 기동 교직원 페이지의 실험실 실험용 미니 싱글 짐벌 제어 모멘트 자이로를 개발했다.