スピン制御: Starfish Space は磁気を利用して衛星の死のスパイラルを阻止する

スターフィッシュ・スペース社の最初の軌道ミッションが、オッター・パップ衛星ドッキング・システムの突然の転倒により失敗の瀬戸際に陥ってから2か月半後、ワシントン州ケントに本拠を置くスタートアップ企業は、スピンを停止し、準備を進めていると述べた別の衛星とランデブーします。

ミッション管制官は依然として Otter Pup が正常に動作していることを確認する必要があり、リンクできる衛星を特定する必要もあります。 しかし、スターフィッシュの共同創設者オースティン・リンク氏は、チームが毎秒約1回転の速度で回転していた宇宙船の「転倒防止」という最も高いハードルを乗り越えたと語った。

「私たちが企業として宇宙に行って、本当にユニークで本当に並外れた何かを行ったのはこれが初めてです」とリンク氏はGeekWireに語った。 「それは私たちがこのミッションでやろうとしたことではありません。 それはまだ私たちの前にあります。 しかし、それを行うことは、私にとって、スターフィッシュの素晴らしい人々全員と仕事ができることにどれほど興奮しているかを証明するもう一つの証拠です。」

この挑戦は、6月12日にオッター・パップと他の数十機の宇宙船がスペースX社のファルコン9ロケットによって地球低軌道に送り込まれた直後に始まった。スターフィッシュの宇宙船は寮の部屋の冷蔵庫ほどの大きさで、宇宙船から展開するように設計されている。軌道空間タグボート。

この宇宙タグボートは、カワウソの子犬、そして最終的にはスターフィッシュのフルサイズのカワウソが、整備のために他の宇宙船とどのようにランデブーしてドッキングするかを示す、数か月にわたるデモンストレーションのターゲットとして使用されることになる。

残念なことに、宇宙タグボートは、Falcon 9 の上部ステージから分離した後、Otter Pup がまだ取り付けられたまま急速にスピンしてしまいました。 管制官はカワウソの子を直ちに解放するという緊急決定を下したが、スターフィッシュの宇宙船は転倒を続けた。 大気の抵抗により、その転倒はいくらか遅くなりました。 それにもかかわらず、スターフィッシュのチームは、太陽電池で動く宇宙船の自己充電能力を懸念していました。

「ミッションに多大な労力を費やしたのに、それが危険にさらされるのはがっかりすることだ」とリンク氏は語った。 「つまり、カワウソの子は解体の過程で二度死んでしまいましたが、たまたま生き返っただけなのです。」

自転を止めて太陽電池アレイを再び太陽の方向に向けるために、スターフィッシュのエンジニアは、地球の磁場とカワウソの子犬の3本の磁化トルクロッドとの相互作用を利用するアルゴリズムを考案した。 ロッドは基本的に電磁石であり、オンとオフを切り替えて宇宙船の回転を遅くする (または速くする) ことができます。

「地球の磁場は空間内で特定の方向を向いており、衛星がその中を回転すると、トルクロッドをオンにする必要がある方法が変わります」とリンク氏は述べた。 「システムに 1 秒の遅延があるとしても、1 秒あたり 5 度回転していれば問題ありません。 しかし、毎秒 300 度回転していると、磁場が揃っていると考えていた場所から大きく外れてしまいます。」

スターフィッシュのエンジニアは、1 秒あたり 10 回程度で位置合わせをチェックするソフトウェア コードを考案し、シミュレートされた宇宙条件でコードをテストするのに数週間を費やしました。 「私たちは技術的な意思決定を非常に迅速に行っていました。そして、あなたは、OK、これはうまくいった、またはこれはうまくいかなかったと言うでしょう」とリンク氏は言いました。 「かなりペースが速くて、本当にエキサイティングでした。」

7 月末に、チームは 30 分間のテスト実行用のコードをアップロードし、結果を待ちました。 リンク氏は、スターフィッシュのもう一人の共同創設者であるトレバー・ベネット氏と、テスト後にどれだけ改善が見られるかに賭けた、と語った。 「結局、賭けの合間に終わったんです」とリンクは振り返る。

エンジニアはできる限り早く、コードの別のバッチをアップロードし、3 時間実行しました。 これによりスピン量がゼロになりました。

「カワウソの子を安定させ、太陽の方向を向き、途中で回転しないようにすることができました」とリンクさんは語った。 「白状しますが、それは私たちができるだろうと予想していたよりもずっと早く起こりました。」

Starfish のチームは、Starfish の要件に合わせて Otter Pup のフレームを構築した Astro Digital などのパートナーによってサポートされました。 Advanced Solutions Inc.は、Otter Pup の機内飛行ソフトウェアの一部に貢献した Rocket Lab の子会社です。 オービター SN3 宇宙タグボートを提供したヴァストとそのランチャー チーム。