Er zijn veel satellieten in de ruimte om foto's te maken. Maar een trillende satelliet, als een camera in trillende handen, krijg geen scherp beeld. Door het op een precieze locatie te richten om een ​​foto te maken of een andere taak uit te voeren, is een andere belangrijke functie die nauwkeurigheid vereist. vedant, een doctoraalstudent lucht- en ruimtevaarttechniek aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign werkte aan een manier om trillingen op een satelliet te elimineren toen hij ontdekte dat zijn uitvinding de satelliet ook kon draaien.

"Wij ontwikkelden, met NASA's Jet Propulsion Lab, een manier om de trillingen van een satelliet op te heffen door de zonnepanelen in de tegenovergestelde richting te laten trillen - actieve ruisonderdrukking, Vedant zei. "Na het ontwikkelen van een wiskundig model en het gebruik van willekeurige invoer, Ik realiseerde me dat ik de satelliet weg kon laten bewegen van het oorspronkelijke rustpunt, wat onverwacht was. Bij verdere analyse, Ik ontdekte dat er een nieuwe mogelijkheid in het systeem bestond - naast de trillingsisolatie, het kan de satelliet willekeurig in de ruimte draaien."

Vedant legde uit dat in de ruimte, je hebt alleen de capaciteiten om massa's rond te gooien, alleen de interne krachten van de satelliet gebruiken om te bewegen. Hij vergeleek de gecontroleerde bewegingen van de zonnepanelen van de satelliet met de bewegingen die een kat maakt wanneer hij valt om op zijn poten te landen - zijn lichaam draaiend door zijn poten uit te strekken, trek ze vervolgens stevig aan.

"De zonnepanelen zijn lang en flexibel, ' zei Vedant. 'Als je er een naar beneden zwaait, het zal je ruimtevaartuig met een kleine hoek draaien. Wanneer u het contracteert, dat zou de hoek helemaal niet moeten veranderen, want dat is maar een samentrekking. Maar, Ik verander ook de lengte van het zonnepaneel - dat verandert het traagheidsmoment, waardoor het een iets ander bedrag wordt teruggezet. En als je dit herhaaldelijk doet, u kunt dan beginnen met het toevoegen van deze hoeken. Dat is het nieuwe aan deze multifunctionele structuren voor houdingscontrole."

Vedant beschreef hoe hij voor het eerst het potentieel zag om de satelliet te roteren. Voor het oorspronkelijke project met JPL, er was een outreach-component, dus creëerde Vedant een spel voor STEM-studenten om te spelen.

"Ik heb het toegewezen aan de klaviertoetsen, zodat elke toets het in één richting liet oscilleren, " zei hij. "Ik drukte willekeurige toetsen in om te zien of het systeem werkt of niet en het deed iets heel ongewoons. Het stopte met trillen, maar in plaats van terug te gaan naar zijn oorspronkelijke positie, het verhuisde naar een andere plaats en stopte. Ik dacht dat dat een wiskundige fout was. Dus ben ik me er meer in gaan verdiepen. En het bleek een nieuwe manier om het paneel te verplaatsen."

Vedant zei dat U of I patent heeft gekregen op zijn uitvinding. Sinds het begin februari openbaar werd, er is een golf van interesse in het van bedrijven die ontwerpen, bouwen, en lanceer satellieten.

Hij maakte een video van het prototype, die is gemaakt van een 3D-printer.

"Mijn volgende poging is om iets te maken dat realistischer is en in de ruimte kan vliegen, Vedant zei. "We zullen ook kijken naar manieren om de elektronica te integreren in de zonnepanelen, om volume en gewicht te besparen."

Vedant is van plan de technologie verder te ontwikkelen en uiteindelijk in licentie te geven aan bedrijven. Hij behaalde in 2018 een master in lucht- en ruimtevaarttechniek. Zijn doctoraal adviseur is James Allison van de afdeling Industrial and Enterprise Systems Engineering in Illinois en een verbonden faculteitslid bij de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. De co-adviseur van Vedant is Alexander Ghosh.

Een paper over dit werk, "Multifunctionele structuren voor houdingscontrole, " door Vedant en James T. Allison is gepubliceerd in Proceedings of the ASME 2019 Conference on Smart Materials, Adaptieve structuren en intelligente systemen.