satelliethoudingcontrole

Satelliethoudingcontrole is het vakgebied dat zich bezighoudt met het bepalen en sturen van de oriëntatie van een satelliet ten opzichte van een referentiekader, meestal een inertiaal frame of de aardbol. Het omvat zowel attitude determination als attitude control, oftewel het schatten van de huidige houding en het regelen daarvan om een gewenste pointing te realiseren.

Attitudedetermination-systemen verzamelen sensorgegevens uit onder meer zonnesensoren, horizon- of beperkt gezichtsdetectoren, sterrenkijkers, magnetometers en inertiale meetsystemen (IMU). Deze data worden samengevoegd met wiskundige fusie-algoritmes, vaak op basis van Kalman-filters, om de huidige houding (en snelheid van houdingverandering) te schatten in een representatie zoals quaternions of Euler-hoeken.

Attitudecontrole maakt gebruik van actuatoren om torques aan het ruimtevaartuig toe te dienen. Veelgebruikte middelen zijn reactiewielen, controlemomentengeizen (CMG’s), thrusters en magnetische torquers. Het regelalgoritme vergelijkt de gewenste houding met de huidige houding en genereert commando’s die door de actuatoren leiden tot correcties. Representaties zoals quaternions worden vaak gebruikt om hoekige fout en gemoed te elimineren, en controllers variëren van PID tot meer geavanceerde LQR- of modelgebaseerde methoden. Momentummanagement is een belangrijk aandachtspunt omdat afwijkingen zich kunnen opstapelen; bij saturatie van reactiewielen wordt afgebouwd met desaturatiestappen met thrusters of magnetische torquers.

Typische operationele modi zijn onder meer detumbling (onstabiel draaiende satelliet tot rust brengen), stabilisatie en pointing naar een doel (zon, aarde, een grondstation of een andere satelliet). Ontwerpbeslissingen houden rekening met milieuproblemen zoals atmosferische drag, stralingsdruk en storing in sensoren, evenals redundantie en fout-tolerantie. Satelliethoudingcontrole is cruciaal voor nauwkeurige communicatie, beeldvorming en wetenschappelijke metingen.