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ジャイロとは？リアクションホイールによる姿勢制御について
tadysの回答
- tadys
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＞何を基準にして？ 人間が定めた基準です。 探査機では地球と交信するためにアンテナを地球に向ける必要が有ります。 探査対象を観測するために観測装置を対象に向ける必要が有ります。 その他、色々な理由で探査機の向きを変える必要が有ります。 リアクションホイールとジャイロはどちらも回転する円盤という同じ構造を持ちますが運用方法が違います。 これらは角運動量保存の法則を利用したものです。 （回転を用いないジャイロも有ります。） ジャイロの場合は回転軸を支える台が自由な方向に向きを変えることが出来るようにします。 ジャイロが回転していると台の向きを変えても回転の軸方向は変化しません。 台とジャイロの軸の方向を比べることで台の向きがどれだけ変わったか分かります。 リアクションホイールでは回転軸を支える台と軸の方向は固定されています。 探査機などとリアクションホイールは台を通して連結されます。 ホイールが回転していないときはその角運動量はゼロです。 ホイールを回転させるとホイールの角運動量は増大します。 そのままだと角運動量が保存しないので法則に反します。 その為探査機などがホイールと逆向きの回転が生じて増加した角運動量をキャンセルします。 探査機の向きが目的の方向に向いたときにホイールの回転を止めると探査機の回転も止まって向きが目的の方向に固定されます。 この方法で自由に向きを変えるには最低でも二つのホイールが必要です。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%82%A2%E3%82%AF%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E3%83%9B%E3%82%A4%E3%83%BC%E3%83%AB 例1：人工衛星の姿勢を制御するためにはロケットエンジンなども使用できますが燃料が無くなると姿勢制御が出来ないのでそれ以上の運用が出来なくなります。 リアクションホイールであれば太陽電池が利用可能であればいつまでも運用が出来ます。 例2：スペースコロニーはそれ自体が大きなジャイロなのでその角運動量も巨大なものになるでしょう。 リアクションホイールでの姿勢制御をするにはコロニーに匹敵するほどの角運動量を持つホイールが必要なので現実的ではないでしょう。 軸が自由に動くジャイロであればコロニーの回転には捕らわれずに回転を始めた時の方向を向いたままです。 ISSでは姿勢制御にコントロール・モーメント・ジャイロが使用されています。 http://sts-114.jaxa.jp/mission/payload/cmg.html
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