Automation of the determination of Inertia Tensors of CubeSats using torsion pendulum period measurements

Autor: Gutierrez Ibarra, Jon
Přispěvatelé: Gil Pons, Pilar, Gutiérrez Cabello, Jordi, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Física
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: Contexto: Los CubeSats constituyen el estándar de satélites pequeños más extendido, prácticamente desde que fueron presentados a finales de la década de 1990. Los CubeSats revolucionaron la industria espacial. Gracias a su pequeño tamaño y por el hecho implementar componentes comercializados, su coste es muy bajo, y con ello abren posibilidades de exploración espacial a instituciones educativas, al sector privado y a países en vías de desarrollo. Objetivos: Tal y como ocurre con satélites de mayor tamaño, el control de actitud puede resultar crítico para el éxito de su misión, y dicho control de actitud requiere un buen conocimiento del tensor de inercia del satélite. En este trabajo, partimos del diseño preliminar de un péndulo de torsión destinado a obtener tensores de inercia de CubeSats. Nuestro objetivo es desarrollar un código que utilice como datos de entrada las configuraciones específicas que le demos al CubeSats situado sobre el péndulo, así como las correspondientes medidas de periodo de oscilación. Como información de salida ofrece la posición del centro de masas del péndulo, sus momentos de inercia y, finalmente, el tensor de inercia completo para el sistema de referencia deseado y la precisión de los datos de salida. El programa desarrollado se puede utilizar para mejorar el diseño del péndulo original. Métodos: Aplicaremos conceptos y leyes básicos de mecánica de rotación (e.g. centro de masas, tensor de inercia, teorema de ejes paralelos, matrices de rotación, ecuaciones de Euler para rotación). Dicha información y el diseño del péndulo de torsión propuesto en un trabajo anterior serán utilizados para implementar un código en Matlab. Resultados: El principal resultado de nuestro trabajo es el programa en Matlab, flexible en cuanto opciones de uso y a la vez sencillo para el usuario. El programa cumple todos los requisitos inicialmente propuestos, e incluso otros adicionales relacionados, sobre todo, con la posibilidad de simular experimentos y con el cálculo de errores en los datos de salida. Se podrá utilizar para refinar el diseño del péndulo inicialmente propuesto. Además, estará disponible para futuros usuarios del péndulo de torsión, una vez construido, junto con la correspondiente memoria, que se espera que sirva como manual de instrucciones detallado. Todo ello facilitará la interpretación de las medidas y cálculos, y la coherencia en la derivación de los tensores de inercia.
Databáze: OpenAIRE
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