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航空宇宙工学において、スピン安定化とは、スピン、つまり縦軸に沿った回転によって衛星や打ち上げロケットを安定化する方法です。この概念は、弾道学に適用される角運動量保存則に由来しており、スピンは通常、ライフリングによって得られます。ほとんどの衛星アプリケーションでは、このアプローチは3 軸安定化に取って代わられています。
使用
スピン安定化は、姿勢制御が必要なロケットや宇宙船で使用されます。姿勢制御と指向のための 3 軸推進装置やメカニズム、センサーを搭載する必要はありません。固体モーター上段を備えたロケットでは、独自のスラスターがないため、スピン安定化はモーターがコースから外れないようにするために使用されます。通常、小型ロケットを使用して宇宙船とロケットを回転させ、ロケットを発射して宇宙船を送り出します。
スピン安定化を使用するロケットと宇宙船:
- ジュピターCとミノタウルスVの打ち上げロケットはスピン安定化装置を使用していました。両システムの上段はスピン安定化装置を使用して推進操作中にシステムを安定させます。[1] [2]
- アリヤバタ衛星はスピン安定化装置を使用した[3]
- 1959年に月面フライバイを行った2番目の物体であるパイオニア4号宇宙船は、スピン安定化装置を使用して姿勢を維持しました。[4]
- スキアパレリEDM着陸機は、 2016年10月に火星への着陸を試みる前に、エクソマーズトレースガスオービターから放出される前に2.5 RPMまで回転しました。[5]
- ジュノーはスピン安定化され、2016年に木星軌道に到着した。[6]
- 1972年と1973年に2機のアトラス・セントールロケットで打ち上げられたパイオニア10号とパイオニア11号探査機では、太陽系脱出速度を達成するために必要な高エネルギー双曲軌道に衛星を投入するためにスピン安定化されたスター37ロケットモーターが使用されました。[ 7 ]さらに、両方の探査機は飛行中にスピン安定化され、約5rpmで回転しました。[8]
- 第3段として運用される際、スター48ロケットブースターはスピンテーブルの上に置かれ、分離される前に回転して前段からの分離中に安定させる。[9]デルタII打ち上げロケットの第3段にはスター48モーターが採用され、スピン安定化されており、段分離前の適切な向きは第2段に依存していたが、適切なスピン軸を維持するために章動制御システムが装備されることもあった。[10]また、ペイロード分離後に第3段で回転を誘発して再接触を防ぐヨーウェイトシステム、またはペイロード放出前に回転を遅くするヨーヨーデスピン機構も含まれていた。[10]
回転をなくすには、ヨーヨー回転除去法などさまざまな技術が用いられる。[11]
姿勢制御推進システム、誘導システムの進歩、衛星が機器や通信システムを正確に向ける必要性により、宇宙で動作するシステムではスピン安定化よりも3軸姿勢制御がはるかに一般的になってきた。[12]
参照
参考文献
- ^ “Jupiter-C/Explorer 1”. NASA NSSDCA . 2023年1月1日閲覧。
- ^ 「ミノタウロスV高エネルギー宇宙打ち上げロケット」（PDF）。NASA 。 2023年1月1日閲覧。
- ^ Rao, UR (1978年9月). 「「Aryabhata」プロジェクトの概要」(PDF) .インド科学アカデミー紀要. C1 (2): 117–133. doi :10.1007/BF02843538. S2CID 128455319. 2023年1月1日閲覧。
- ^ ジェット推進研究所（NASAとの契約に基づく）（1959年）。月探査機パイオニアIV （PDF）（レポート）。NASA-JPL 。 2017年2月26日閲覧。
- ^ 「Schiaparelli EDM – ExoMars | Spaceflight101」。
- ^ “ジュノ宇宙船プレスキット”. NASA 。2022 年12 月 31 日に取得。
- ^ Krebs, Gunter D. 「Pioneer 10, 11, H」。Gunter's Space Page 。 2023年1月1日閲覧。
- ^ 「パイオニアミッション」NASA、2007年3月26日。 2023年1月1日閲覧。
- ^ ムオロ、マイケル・J.（1993年11月）。宇宙ハンドブック：宇宙戦闘員ガイド、第1巻。政府印刷局。126ページ。ISBN 978-0-16-061355-5。
- ^ ab 「Delta II Payload Planner's Guide 2007」（PDF）ulalaunch.com。2011年9月19日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2014年7月24日閲覧。
- ^ Fedor, JV (1961年8月1日)。衛星用ヨーヨーデスピン機構の理論と設計曲線（レポート）。国防技術情報センター。2023年1月1日閲覧。
- ^ 「いつ、なぜ、静止衛星で3軸安定化が顕著になったのか？」 Stack Exchange Space Exploration 。 2023年1月1日閲覧。