Estabilización del giro

En ingeniería aeroespacial , la estabilización por giro es un método para estabilizar un satélite o vehículo de lanzamiento mediante la rotación sobre su eje longitudinal. El concepto se origina en la conservación del momento angular aplicada a la balística , donde el giro se obtiene comúnmente mediante el estriado del cañón . Para la mayoría de las aplicaciones satelitales, este enfoque ha sido reemplazado por la estabilización en tres ejes .

La estabilización por giro se utiliza en cohetes y naves espaciales donde se requiere control de actitud sin necesidad de propulsión de tres ejes a bordo, mecanismos ni sensores para el control de actitud y la orientación. En cohetes con una etapa superior de motor de combustible sólido, la estabilización por giro se utiliza para evitar que el motor se desvíe de su trayectoria, ya que no disponen de propulsores propios. Generalmente, se utilizan cohetes pequeños para impulsar la nave espacial y, posteriormente, el cohete principal para lanzar la nave.

Cohetes y naves espaciales que utilizan estabilización por giro:

• Los vehículos de lanzamiento Jupiter-C y Minotaur V utilizaban estabilización por giro. Las etapas superiores de ambos sistemas emplean estabilización por giro para estabilizar el sistema durante las maniobras de propulsión. ^{[ 1 ] [ 2 ]}
• El satélite Aryabhata utilizó estabilización por giro ^{[ 3 ].}
• La nave espacial Pioneer 4 , el segundo objeto enviado en un sobrevuelo lunar en 1959 , mantuvo su orientación mediante estabilización por rotación. ^{[ 4 ]}
• El módulo de aterrizaje Schiaparelli EDM fue acelerado a 2,5 RPM antes de ser eyectado del orbitador ExoMars Trace Gas Orbiter antes de su intento de aterrizaje en Marte en octubre de 2016. ^{[ 5 ]}
• La nave espacial Juno fue estabilizada por rotación y llegó a la órbita de Júpiter en 2016. ^{[ 6 ]}
• Los lanzamientos de las sondas Pioneer 10 y Pioneer 11 en dos vehículos Atlas Centaur en 1972 y 1973 emplearon motores de cohete Star 37 estabilizados por rotación para inyectar los satélites en las órbitas hiperbólicas de alta energía necesarias para alcanzar la velocidad de escape del sistema solar. ^{[ 7 ]} Además, ambas sondas se estabilizaron por rotación durante sus vuelos y giraron a aproximadamente 5 rpm. ^{[ 8 ]}
• En funcionamiento como tercera etapa, el propulsor Star 48 se asienta sobre una mesa giratoria y, antes de separarse, se le acelera para estabilizarlo durante la separación de la etapa anterior. ^{[ 9 ]} La tercera etapa del vehículo de lanzamiento Delta II empleaba un motor Star 48 y estaba estabilizada por rotación , dependiendo de la segunda etapa para una correcta orientación antes de la separación de etapas, pero a veces estaba equipada con un sistema de control de nutación para mantener el eje de rotación correcto. ^{[ 10 ]} También incluía un sistema de contrapesos para inducir el vuelco en la tercera etapa después de la separación de la carga útil para evitar el recontacto, o un mecanismo de desrotación tipo yo-yo para ralentizar la rotación antes de la liberación de la carga útil. ^{[ 10 ]}

El despinelamiento se puede lograr mediante varias técnicas, incluido el despinelamiento del yo-yo . ^{[ 11 ]}

Con los avances en los sistemas de propulsión de control de actitud, los sistemas de guiado y la necesidad de que los satélites apunten con precisión los instrumentos y los sistemas de comunicaciones, el control de actitud de 3 ejes se ha vuelto mucho más común que la estabilización por giro para los sistemas que operan en el espacio. ^{[ 12 ]}

• Giroscopio
• Satélite estabilizado por giro