Orientation par gradient de gravité

Quelqu'un qui s'y connait pourrait-il expliquer au néophyte que je suis comment marche la stabilisation (ou l'orientation) d'un satellite par la méthode du gradient de gravité ?

Je suis en train d'écrire un article sur les satellites Tselina, et je lis que ce sont les premiers qui ont testé cette méthode d'orientation. Ils utilisaient pour ce faire un capteur stellaire.

Le capteur stellaire je comprends : on repère les étoiles, et on en déduit la position. C'est comme si je me mets debout sur les mains, je verrai la grande Ourse à l'envers.

Mais une fois qu'on a cette information, on en fait quoi ? En gros : une fois que j'ai compris que j'étais sur les mains, comment je fais pour me remettre sur les pieds ?

Je ne suis pas un pro du SCAO satellite et j'ai peut être mal compris ta question mais j'essaye toujours ;) :

Je pensais que stabilisation par gradient de gravité et senseur stellaire n'avaient rien à voir.


pour moi les satellites stabilisés par gradients de gravité sont de type suivants: http://space.skyrocket.de/doc_sdat/insat-2a.htm


donc c'est un système complètement passif qui ne stabilise que grâce à la forme du satellite. Cerise était comme ça aussi je crois ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Cerise_%28satellite%29 )

Le senseur stellaire lui utilise une info sur un astre qu'il doit placer (à l'aide d'un moyen d'action, roue à inertie ou tuyères) toujours suivant une certaine position par rapport à lui. Typiquement on peut faire des senseurs.. terrestres (comme Galileo, http://www.esa.int/fre/For_Media/Press_Releases/Premiers_signaux_de_navigation_envoyes_par_le_satellite_Galileo_apres_sa_recuperation).

A+

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Patou

Patou a écrit:Je pensais que stabilisation par gradient de gravité et senseur stellaire n'avaient rien à voir.

Je le pensais aussi, jusqu'à ce que je découvre que les Tselina étaient orientés par gradient de gravité ET possèdent un capteur stellaire !

Et là, toutes mes croyances se sont effondrées...

nikolai39 a écrit:Le capteur stellaire je comprends : on repère les étoiles, et on en déduit la position.

Avec un star tracker on a l'attitude inertielle, pas la position.

krys a écrit:

nikolai39 a écrit:Le capteur stellaire je comprends : on repère les étoiles, et on en déduit la position.

Avec un star tracker on a l'attitude inertielle, pas la position.

Oui pardon, je me suis mal exprimé.

Le gradient de gravité te force à t'orienter dans une direction. Le senseur stellaire te sert à savoir comment tu es orienté.

Le corollaire:

Le senseur stellaire n'a aucun contrôle sur ton satellite, c'est un pur senseur. Le gradient de gravité n'est pas du tout un senseur, c'est une force physique qui t'oriente dans une direction.

Space Opera a écrit:Le gradient de gravité te force à t'orienter dans une direction. Le senseur stellaire te sert à savoir comment tu es orienté.

Le corollaire:

Le senseur stellaire n'a aucun contrôle sur ton satellite, c'est un pur senseur. Le gradient de gravité n'est pas du tout un senseur, c'est une force physique qui t'oriente dans une direction.

Le gradient de gravité peut permettre de s'orienter "naturellement" selon les axes de tangage et le lacet, le capteur stellaire permet de s'orienter avant qu'un système de contrôle d'attitude actif stabilise le vaisseau selon l'axe de roulis, je pense.

Un capteur stellaire, comme son nom l'indique, est un capteur. Au même titre qu'un thermomètre. :)
Ça permet de savoir comment on est orienté par rapport aux étoiles... et c'est tout ! Absolument rien d'autre.
Après, ce que l'ordinateur de bord fait de cette mesure pour aller orienter le vaisseau, ça relève du SCAO et c'est tout autre chose.

Space Opera a écrit:Le gradient de gravité te force à t'orienter dans une direction. Le senseur stellaire te sert à savoir comment tu es orienté

Mais du coup, à quoi ça sert de savoir comment on est orienté (capteur stellaire) si, de toute façon, l'orientation se fait naturellement et qu'on ne peut pas agir dessus ?

Je demande ça pour essayer de comprendre mes satellites Tselina :)

Pour plusieurs raisons:
1) le gradient de gravité t'oriente à peu près. C'est assez peu stable et précis.
2) comme le dit BBspace ça t'oriente 2 axes sur les 3.
3) dans le spatial on mesure (presque) toujours ce dont on a besoin, même si on est censé à peu près le connaître.

Merci à tous pour vos réponses claires !

Voilà le passage de l'histoire officielle de Youzhnoïe :

Sur le satellite Tselina-D, pour la première fois au monde, le système d'orientation par gravité a été combiné à des panneaux solaires mobiles (orientés).

J'en déduis donc (arrêtez moi si je dis des âneries), que les Tselina-D :

- étaient naturellement orientés vers la Terre par gradient de gravité, ce qui est nécessaire pour le fonctionnement des capteurs de ROEM (ELINT pour les anglophones)

- pouvaient orienter leurs panneaux solaires vers le Soleil grâce à l'info que leur donnait le capteur stellaire.

Je me méfies parfois des affirmations des livres officiels russes (ou ukrainiens, en l'occurrence) comme quoi "nous avons été les premiers". Quelqu'un saurait dire quand les Américains ont fait ça pour la première fois ?

Une autre source me dit que les fameux Tselina-D avaient un "système gravitaro-gyroscopique pour l'orientation selon les trois axes"...

Késako ??

nikolai39 a écrit:
Je me méfies parfois des affirmations des livres officiels russes (ou ukrainiens, en l'occurrence) comme quoi "nous avons été les premiers". Quelqu'un saurait dire quand les Américains ont fait ça pour la première fois ?

Le premier satellite américain utilisant cette technique était TRAAC (Transit Research and Attitude Control) mais le mat ne s'est pas déployé.
 Le premier satellite américain effectivement stabilisé par gradient de gravité était TRANSIT-5A n°3 lancé en juin 1963. Les deux premiers exemplaires ayant échoué pour différentes raisons.

nikolai39 a écrit:Une autre source me dit que les fameux Tselina-D avaient un "système gravitaro-gyroscopique pour l'orientation selon les trois axes"...

Késako ??

La stabilisation par gradient de gravité ne fonctionne que pour 2 axes. Le satellite peut faire la toupie autour de l'axe perpendiculaire à la surface de la Terre sans que cela soit contrôlable. J'imagine qu'il a été ajouté un actionneur gyroscopique pour assurer la stabilisation sur les 3 axes.

Au bout du mât ce n'est simplement qu'une masse ??

@Kitu : oui mais elle semble modeste d'après les schémas que j'ai vu. on joue surtout sur la longueur du mat pour augmenter l'inertie.
@Nikolaï : je corrige mon dernier message : il s'agirait plutot d'une roue cinétique (qui crée une raideur gyroscopique sur le 3ème axe) que d'un actionneur gyroscopique. Ce dernier est utilisé soit pour faire pivoter rapidement un satellite (satellite de reconnaissance) soit pour faire pivoter à vitesse lente un engin très lourd comme la station spatiale.

Discussion très interessante, que je suis ... mais je ne suis pas du tout spécialiste . Si je comprends bien, on doit pouvoir s'orienter et se stabiliser selon trois axes : le gradient de gravité va stabiliser "naturellement "selon deux de ces axes; mais n'est-ce pas les axes de tangage (d'accord) et de roulis plutôt que de tangage et de lacet? Pour le troisième axe, celui de lacet, on doit intervenir activement selon les informations que donne le senseur stellaire ?

Starking a écrit:

nikolai39 a écrit:
Je me méfies parfois des affirmations des livres officiels russes (ou ukrainiens, en l'occurrence) comme quoi "nous avons été les premiers". Quelqu'un saurait dire quand les Américains ont fait ça pour la première fois ?

Le premier satellite américain utilisant cette technique était TRAAC (Transit Research and Attitude Control) mais le mat ne s'est pas déployé.
 Le premier satellite américain effectivement stabilisé par gradient de gravité était TRANSIT-5A n°3 lancé en juin 1963. Les deux premiers exemplaires ayant échoué pour différentes raisons.

Le dispositif américain était appelé "Vertistat". On trouve une description à :
http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/8.6171?journalCode=arsj