Menghilangkan Emisi Getaran di Satelit

Di bidang teknologi luar angkasa, Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique (CSEM) telah menjadi mitra Badan Antariksa Eropa (ESA) selama bertahun-tahun. Salah satu fokus penelitian bersama mereka adalah menghilangkan emisi getaran yang berasal dari komponen di atas satelit. Selain membatasi presisi kontrol sikap untuk satelit, getaran mikro ini menyebabkan konsumsi energi yang lebih tinggi dan (dalam kasus misi pencitraan) menyebabkan penurunan kualitas gambar.

Ada berbagai cara untuk melawan getaran yang tidak diinginkan baik pada sumbernya atau pada muatannya. Sebagai bagian dari eksplorasi pendekatan yang berbeda, CSEM saat ini memiliki beberapa proyek yang berfokus pada model numerik, mitigasi aktif-pasif, dan bentukan berbasis algoritma. Dalam salah satu proyek ini, CSEM dan mitranya bekerja dengan teknologi inovatif berdasarkan levitasi magnetik.

“Dengan dukungan dari teknologi pengukuran Kistler, kami memeriksa prototipe roda reaksi dengan bantalan magnet,” kata Leopoldo Rossini, yang mengepalai fasilitas getaran mikro di CSEM. “Teknologi dari Celeroton, sebuah perusahaan Swiss ini, menawarkan banyak keuntungan seperti tanpa gesekan, masa pakai yang hampir tak terbatas, kemungkinan untuk secara aktif menekan getaran yang tidak diinginkan dengan kontrol, dan peluang untuk mencapai kinerja yang lebih tinggi pada kecepatan yang lebih tinggi,” tambah Rossini.

Insinyur CSEM menggunakan rantai pengukur dari Kistler untuk memeriksa getaran prototipe roda reaksi. Dinamometer khusus terdiri dari empat sensor gaya tiga komponen yang dipasang di antara dua pelat baja — desain yang mencapai kekakuan mekanis maksimum. Alat ukur ini dipasang pada balok granit yang digantung di atas empat isolator pneumatik sehingga pengaruh lingkungan dapat dihilangkan sejauh mungkin.

Karena getaran mikro terjadi dalam kisaran milinewton, diperlukan rantai pengukur yang sangat sensitif dengan kebisingan yang sangat rendah. Aktuator seperti motor stepper dan cryo-cooler dapat ditempatkan di meja instrumentasi untuk melakukan pengukuran yang diinginkan.

Untuk prototipe roda reaksi yang digerakkan secara magnetis, kisaran kecepatan -20.000 hingga 20.000 rpm tercakup. Ini memungkinkan karakterisasi penuh dari efektivitas algoritma penolakan gaya multi-harmonik yang mampu menekan getaran utama yang dihasilkan selama operasi. “Kurangnya kontak fisik karena levitasi magnetik membuka beberapa peluang yang sangat menarik,” menurut Guzmán Borque Gallego, seorang Insinyur R&D di CSEM. “Ini membuat kita hampir bebas untuk memposisikan rotor sedemikian rupa sehingga getaran diminimalkan — misalnya, dengan membiarkan rotor berputar di sekitar sumbu inersia utamanya untuk menekan getaran apa pun yang terkait dengan ketidakseimbangan rotor, yang mengurangi emisi ini hingga mendekati nol,” katanya.

Tautan Terkait:

Struktur Multifungsi Menstabilkan dan Memutar Satelit

Cara Memperbaiki Satelit — Dengan Satelit

“Peralatan dari Kistler sangat ideal, dan memberikan kami hasil dengan kualitas yang sangat tinggi,” kata Borque Gallego. “Kami mengukur kekuatan yang agak kecil dalam kisaran milinewton — tetapi bahkan dalam mikronewton, kami masih dapat melihat perbedaan. Hal ini memungkinkan penilaian yang nyaman dari semua pengukuran, yang mengarah ke data berkualitas tinggi dalam prosesnya.”

Akuisisi data ditangani oleh sistem prototipe cepat pada 20 kHz dan berkat pengukuran yang akurat, efek dari algoritme kontrol dapat diidentifikasi dengan jelas.

Meskipun para peneliti awalnya bermaksud menggunakan LabAmp 5167A modern dengan keluaran digital, mereka akhirnya memilih penguat muatan 5080A dari Kistler, yang memungkinkan pengukuran yang lebih akurat dan memiliki kemampuan waktu nyata yang lebih tinggi karena transmisi sinyal analog.

“Kami senang memiliki teknologi Kistler baru di sini, karena mitra kami di ESA dan di Jerman juga menggunakannya untuk tujuan kualifikasi,” tambah Rossini. “Peralatan ini sangat kuat dan tidak rusak bahkan ketika ditekan di luar batasan yang diberikan. Sekarang setelah terbukti kemampuannya, kami pasti akan menggunakannya untuk proyek masa depan di bidang karakterisasi getaran — di mana kami telah mengoperasikan akselerometer dari Kistler.”

“Keuntungan dari roda reaksi bantalan magnet sangat jelas:mereka dapat menghasilkan getaran yang jauh lebih rendah dan berputar lebih cepat daripada roda konvensional — yang berarti peningkatan kinerja serta pengurangan ukuran dan berat. Dan berkat tidak adanya gesekan, tidak ada keausan dan masa pakai roda hampir tidak terbatas, ”kata Borque Gallego. “Ini adalah proyek yang menarik, dan kami berharap dapat melanjutkan ke langkah berikutnya:penggunaan praktis, pengujian, dan mungkin bahkan validasi bersama dengan mitra kami.”

Untuk Info Gratis Kunjungi Disini