태양 복사 압력을 이용하여 타원 궤도에 있는 위성 자세제어 방법

Abstract

본 발명은 타원 궤도에 있는 위성 또는 초기에 원형 궤도에 있었으나 환경적 원인으로 인해 타원 궤도로 교란된 위성의 자세를 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 위성 자세 제어를 위해 원하는 토크를 제공하는데 태양 복사 압력을 응용한 것이다. 위성에는 미리 결정된 방향(위성 본체에 고정된 Y 축)을 따라 위성으로부터 멀러지는 방향으로 연장하는 2개의 대향되게 배치된 경량의 태양 패널(solar panel)이 장착된다. 이들 태양 패널 중 하나 또는 이들 둘 모두를 간단한 오픈-루프 제어 법칙(open-loop control law)에 따라 각 구동 모터를 사용하여 그 축에 대해 원하는 각도로 회전시키는 것에 의해, 위성 축에 대해 토크가 생성되어 원하는 자세의 동작을 달성한다. 오픈-루프 제어 법칙은 이심률에 의해 야기된 여기(excitation)를 중화시키도록 해석적 접근법을 사용하여 유도되며, 이것은 센서에 의해 제공되는 위성 위치와 태양 각의 정보에 기초하여 아날로그 로직에 의해 구현된다. 본 발명은 일반적으로 약 20배를 초과하는 인수만큼 위성의 성능을 크게 향상시키고 이것은 특정 시스템 파라미터에 대해 1도의 부분(fraction of a degree)만큼만 태양 패널의 회전을 요구한다. 따라서, 본 발명의 반-수동 특성은 장래 우주 공간에 특히 저궤도 위성 및 정지궤도 위성에 응용하는데 매력적이다.