¿Cómo se controla la nave espacial?
El subsistema de guía, navegación y control de la nave espacial, denominado subsistema GNC, es responsable de todas las tareas de control de movimiento de la nave espacial desde el despegue hasta el regreso.
Antes de encender y lanzar el vehículo lanzador, se debe calibrar el valor inicial de la medición inercial de la nave espacial, es decir, la posición de despegue de la nave espacial con respecto a la Tierra, de modo que la posición y el vuelo de la nave espacial se puede calcular continuamente después del despegue. En caso de que ocurra un accidente mientras el cohete transporta la nave espacial a la pista de vuelo (por ejemplo, ocurre un mal funcionamiento y no puede volar, o incluso puede explotar), entonces la nave espacial tendrá que depender de un escape y vida especializados. -Sistema de ahorro para escapar de la zona de peligro. Los astronautas regresaron a la tierra de forma segura. Durante este proceso de escape, el subsistema GNC debe estar conectado para controlar el movimiento de la nave espacial.
Después de que la nave espacial alcanza la órbita predeterminada alrededor de la Tierra, se separa del cohete. A partir de ese momento, la misión de la nave espacial se completa por sí sola. Cuando se separa por primera vez del cohete, la actitud de la nave espacial generalmente no es ideal debido a la fuerza perturbadora de separación. En este momento, el subsistema GNC debe superar estas perturbaciones, ajustar la actitud de la nave espacial dentro del rango requerido y mantener esta actitud.
Cuando la nave espacial vuela en órbita, su potencia de funcionamiento depende básicamente de la energía solar. Sólo cuando las alas de las células solares están orientadas hacia el sol, la energía eléctrica emitida es máxima. Una de las tareas del subsistema GNC es controlar las alas de las células solares para que miren al sol tanto como sea posible.
Cuando el cohete envía la nave espacial a la órbita, la órbita todavía es relativamente baja y no es la órbita final de la nave espacial. El subsistema GNC necesita controlar el encendido del motor de propulsión de la nave espacial en el momento adecuado. tiempo para elevar la nave espacial a la órbita deseada, esto se llama cambio de órbita.
Cuando la nave espacial completa su misión en órbita, la cápsula de retorno transporta a los astronautas de regreso a la Tierra. Durante el proceso de retorno, el módulo orbital de la nave espacial se separa del cuerpo principal, el módulo de retorno entra en la órbita de retorno y el módulo de retorno se separa del módulo de propulsión. El descenso y el aterrizaje del módulo de retorno dependen del control preciso de. el sistema GNc.
Las tareas realizadas por los subsistemas GNC anteriores durante el vuelo de la nave espacial están todas relacionadas con el movimiento de vuelo de la nave espacial. Para controlar el movimiento de la nave espacial, primero debemos medir y calcular la actitud de vuelo (incluido el ángulo de actitud y la velocidad angular), la velocidad de vuelo y la ubicación de la nave espacial, y luego podemos tomar una decisión sobre en qué actitud controlar la nave espacial y donde volar.
Durante la fase de lanzamiento, el subsistema GNC se basa en el giroscopio para medir la velocidad angular de actitud de la nave espacial, y la computadora calcula el ángulo de actitud se basa en el acelerómetro para medir la aceleración del movimiento de vuelo, y luego la computadora calcula la velocidad y la posición. Durante el período de operación, el subsistema GNC se basa en sensores solares digitales, sensores terrestres infrarrojos, giroscopios y mediciones por computadora para calcular la actitud de la nave espacial; se basa en acelerómetros y mediciones por computadora para calcular el incremento de velocidad requerido para el cambio de órbita de la nave espacial; controlar el apagado del motor de cambio de órbita; confiar en sensores solares analógicos y paneles solares controlados por computadora para rastrear el sol. En la sección de retorno, al igual que en la sección de lanzamiento, el subsistema GNC se basa en el giroscopio para medir la velocidad angular de actitud de la nave espacial, y luego la computadora calcula el ángulo de actitud se basa en el acelerómetro para medir la aceleración de la nave espacial, y luego, la computadora calcula la velocidad y la posición. Controlando el subsistema de propulsión, el control de actitud y el encendido del motor de control de órbita funcionan para completar tareas de control de movimiento, como el frenado de la nave espacial y el retorno de elevación.
Todos los procesos de control GNC anteriores se completan automáticamente y no requieren la participación de astronautas. Si ocurre alguna falla y el subsistema GNC no puede realizar automáticamente el control de movimiento, el subsistema GNC también está diseñado con un dispositivo de control manual, que consta de una manija de actitud, una manija de traducción, una línea de control manual y una mira óptica. uso Estos dispositivos, así como algunos dispositivos en otros subsistemas, realizan el control de arranque manual. Aunque la precisión es peor que el control automático, son totalmente capaces de controlar la nave espacial para que regrese a la Tierra de manera segura.