Rumfartøjets orienteringssystem er et af rumfartøjets indbyggede systemer , der giver en bestemt position af køretøjets akser i forhold til nogle givne retninger. Behovet for dette system skyldes følgende opgaver:
De opgaver, som apparatet udfører, kan kræve både permanent orientering og kortvarig orientering. Orienteringssystemer kan give en-akset eller fuld (triaksial) orientering. Orienteringssystemer, der ikke kræver energiomkostninger, kaldes passive, de omfatter: gravitation , inerti, aerodynamisk osv. Aktive systemer omfatter: orienterings jetmotorer , gyrodiner , svinghjul, solenoider osv., de kræver energi, der er lagret ombord på enheden. Inden for bemandet astronautik anvendes udover automatiske orienteringssystemer systemer med manuel kontrol.
Elektronoptiske sensorer bruges sædvanligvis som sensorer for den aktuelle position af apparatet ved at bruge forskellige himmellegemer som referencepunkter: Sol , Jord, Måne, stjerner . Det synlige eller infrarøde spektrum bruges , det andet er mere bekvemt, for eksempel for Jorden, da dag- og natsiderne i det infrarøde område af spektret afviger lidt.
Ud over optiske sensorer kan der bruges ionsensorer, sensorer for Jordens magnetfelt og gyroskopiske sensorer.
Under overgangen fra en bane til en anden, overgangen til nedstigningsbanen, når hovedfremdrivningssystemet er i drift, er det nødvendigt at holde retningen af køretøjets akser uændret. For at løse dette problem er der designet et stabiliseringssystem . Under stabilisering er størrelsen af de forstyrrende kræfter og momenter meget højere, og deres kompensation kræver betydelige energiomkostninger. Varigheden af ophold i denne tilstand er relativt kort.
Stabiliserings- og orienteringssystemer, på grund af deres opgavers nærhed, er ofte delvist kombinerede, for eksempel bruger de de samme sensorer. I sådanne tilfælde kan man tale om et samlet system for orientering og stabilisering af rumfartøjet .
Disse systemer er økonomiske, men de har en række begrænsninger.
Dette stabiliseringssystem bruger planetens gravitationsfelt , for Jorden er dets brug effektivt til orbitale højder fra 200 km til 2000 km.
Brugen af dette system er mulig i lave baner, hvor der er rester af atmosfæren, for Jorden er det højder fra 200 til 400 km. For højder over 2500 km er det muligt at bruge trykket fra solstrålerne til at skabe et lignende system.
Ved at installere permanente magneter om bord på apparatet er det muligt at opnå en bestemt position af apparatet i forhold til kraftlinjerne i Jordens magnetfelt . Hvis solenoider bruges i stedet for permanente magneter , bliver effektiv positionskontrol mulig, et sådant system tilhører allerede kategorien af aktive. Brugen af elektromagnetiske systemer til jordlignende planeter er mulig i højder fra 600 til 6000 km.
Systemer af denne type kræver energi.
Gasdyser eller microthrust - thrustere er i stand til at generere store styrekræfter og dermed afværge næsten enhver forstyrrelse. Denne egenskab har gjort denne metode til at kontrollere rumfartøjets holdning meget almindelig både i problemerne med aktiv orientering og stabilisering.
For at skabe tryk kan energien fra komprimeret gas (normalt nitrogen eller helium ), nedbrydning af stof, forbrænding af flydende eller fast brændsel, elektrisk energi (se elektrisk raketmotor ) osv. bruges.
Inertielle svinghjul og gyrodiner bruges til at orientere og stabilisere massive rumfartøjer i stationære baner . Svinghjulets rotation er normalt leveret af en elektrisk motor.
Et system baseret på inertialsvinghjul er særligt effektivt ved vekslende forstyrrelser, men hvis forstyrrelserne er ensrettede, så er kontrolbarhedsgrænsen efter et stykke tid nået, og indgreb er nødvendigt ved hjælp af et andet stabiliseringssystem, for eksempel at tænde en raketmotor ("aflæsning").
Orienteringssystem i Soyuz-Apollo-programmet