Как предлагаемый космический телескоп LUVOIR может поворачиваться в разных направлениях, сохраняя при этом фиксированную ориентацию солнцезащитного козырька? Что компенсирует?

Вопрос: Как предлагаемый космический телескоп LUVOIR может поворачиваться в разные стороны, сохраняя фиксированную ориентацию солнцезащитного козырька? Что компенсирует?

Также:

Я упоминаю, что он движется как твердое тело; чтобы изменить направление, на которое указывает телескоп, поворачивается весь космический корабль, включая солнцезащитный козырек.

С точки зрения непрофессионала, я думаю, вы спрашиваете, в чем большая разница между JWST и LUVOIR с точки зрения того, как каждый из них поворачивается, чтобы наблюдать за своей целью.

Как вы говорите, JWST движется как твердое тело , т.е. как один. ЛЮВУАР нет.

LUVOIR состоит из двух элементов - космического корабля и полезной нагрузки:

полезной нагрузкой является телескоп и часть, которая должна быть свободной от вибрации, и именно она вращается.

космический корабль — это опорная конструкция, в которой размещается авионика, топливо, солнцезащитный козырек, 4 CMG и все остальное, что создает вибрацию, а также обеспечивает управление ориентацией всей системы. Элемент полезной нагрузки определяет положение космического корабля.

Ключевым элементом этой концепции является VIPPS, который позволяет иметь полезную нагрузку без помех (телескоп):

Максимально возможная степень изоляции чувствительной конструкции полезной нагрузки от возмущений космического корабля реализуется за счет отсутствия физического контакта между двумя телами.

Технология Lockheed Martin Space Disturbance Free Payload, разрабатываемая с 1999 года, стала основой для бесконтактной системы изоляции вибрации и точного наведения (VIPPS) для LUVOIR.

В VIPPS используются приводы со звуковой катушкой, которые не содержат движущихся механических частей, где осевая сила создается между полевым узлом с постоянными магнитами (установленным на стороне полезной нагрузки телескопа интерфейса VIPPS) и катушкой со спиральной обмоткой (установленной на сторону космического корабля интерфейса VIPPS).

Бесконтактные датчики на интерфейсе VIPPS обеспечивают измерение относительного смещения и поворота интерфейса в режиме реального времени; это измерение используется в системе управления VIPPS для поддержания хода и зазора на границе раздела.

Уровень технологической готовности 6, демонстрирующий эту технологию, предлагается для CubeSat, запущенного где-то до 2025 года.

Полезная нагрузка без помех позволяет полезной нагрузке и космическому кораблю летать в непосредственной близости без физического контакта с использованием специально разработанных бесконтактных приводов с большим зазором.

Система, сконфигурированная с DFP, фактически представляет собой два космических корабля, летящих в тесном строю.

Это было запатентовано в 2002 году.

Чтобы контролировать свое положение, телескоп давит на поддерживающий космический корабль, используя набор из шести бесконтактных линейных электромеханических силовых приводов Лоренца.

Положение телескопа определяется с помощью датчика точного наведения или другого датчика LOS на полезной нагрузке, а сигнал ошибки, полученный от шести бесконтактных датчиков положения, используется для привода реактивных колес и двигателей на вспомогательном космическом корабле.

Система изоляции вибрации и точного наведения (VIPPS) позволяет телескопу достигать экстремального наведения и стабильности изображения, при этом отвечая требованиям маневренности на линии прямой видимости, согласующимся с его астрономическими целями Surveyor.

Космический аппарат регулирует свое инерционное положение таким образом, чтобы поддерживать ход и зазор поверхности раздела. Поскольку телескоп физически отделен, возмущения и структурное возбуждение космического корабля и солнцезащитного козырька не распространяются на телескоп.

В этих примерах боковое положение центра тяжести телескопа остается постоянным. Это ограничение требует, чтобы оба конца стрелы были шарнирно сочленены, как показано выше. Расстояние по вертикали между обсерваторией и центрами тяжести космического корабля меняется, поскольку стрела VIIPS имеет фиксированную длину.

Для поворота на большие углы используются 4 ЦМГ, расположенных на несущем корпусе КА.

Механический интерфейс между телескопом и поддерживающим космическим кораблем содержит 6 vcm и соответствующие датчики, расположенные между подвесом и опорной рамой объединительной платы.

В самой секции полезной нагрузки есть vcms и соответствующие датчики для самого телескопа.

http://surveygizmoresponseuploads.s3.amazonaws.com/fileuploads/623127/5043187/119-806ddbfd3b26fd17af7803ce18b5cf5f_NordtAlisonA.pdf

http://www.mrbolcar.com/uploads/1/0/6/7/106798055/103980b.pdf

https://www.hou.usra.edu/meetings/landscape2019/presentations/Nordt.pdf

Кардан и стрелу можно увидеть сзади здесь:

https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11115/2528190/Dynamic-wavefront-error-and-line-of-sight-performance-predictions-for/10.1117/12.2528190.short

Обе конструкции LUVOIR-A и LUVOIR-B предназначены для поддержки на конце шарнирного рычага, как схематично показано на рисунках ниже.

Расположение верхней точки поворота близко к центру масс телескопа снижает проблемы с импульсом. Подробную информацию о PAS (системе артикуляции полезной нагрузки) можно найти, начиная со стр. 8-50 итогового отчета LUVOIR (1).

1: https://asd.gsfc.nasa.gov/luvoir/reports/