Tapahtumat

Väitös avaruustieteen ja tekniikan alalta, DI Bagus Riwanto

Väitöskirjan nimi on: Calibration and testing techniques for nanosatellite attitude system development in magnetic environment
Magnetic testbed, with visual markers attached on the device-under-test and sensing magnetometer, set up inside a cage of Helmholtz coils

DI Bagus Riwanto väittelee 3.9.2021 klo 12 Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa, elektroniikan ja nanotekniikan laitoksella. Väitöskirjan nimi on "Calibration and testing techniques for nanosatellite attitude system development in magnetic environment".

Vastaväittäjä: Prof. Stefano Speretta, TU Delft, Alankomaat
Vastuuprofessori: Prof. Jaan Praks, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan ja nanotekniikan laitos

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa, jonne voi liittyä vapaasti: https://aalto.zoom.us/j/62485002135
Zoom pikaopas: https://www.aalto.fi/fi/palvelut/zoom-pikaopas

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen: https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53

Väitöstiedote:

Magneettinen ympäristö on tärkeä tekijä avaruusalusten suunnittelussa, koska se vaikuttaa avaruusaluksen asennedynamiikkaan ja on usein itse tehtävän tieteellinen kohde. Magneettisissa testauslaitoksissa on tiukkoja testejä, jotta voidaan varmistaa, että avaruusaluksen magneettisten antureiden (esim. magnetometrien) tarkkuus ja magneettiset ominaisuudet (esim. avaruusaluksen remanenttinen magneettinen momentti) ovat eritelmien mukaiset. Tässä tutkimuksessa tutkitaan tekniikoita, joilla voidaan parantaa Aalto-yliopiston magneettisia testausmahdollisuuksia nanosatelliittien (eli 1-10 kg:n painoluokan avaruusalusten) kehittämisessä.

Tässä tutkimuksessa kehitimme kalibrointialgoritmin, jolla pystytään korjaamaan rotaatiovirhetekijä, jonka oletetaan usein olevan tietyssä tilassa monissa olemassa olevissa algoritmeissa. Joissa algoritmeissa käytetään erilaisia tekniikoita tämän virhetekijän ratkaisemiseen, mutta me kehitimme menetelmän, joka soveltuu paremmin avaruussovelluksiin: käyttämällä avaruusaluksen pyörimisakselin tuntemusta, joka saadaan avaruusaluksen telemetriasta. Algoritmia testataan simulaatioilla ja todellisin satelliitin (Aalto-1 ja ESTCube-1) lentotiedoilla, ja sen pyörimis korjaustarkkuus on ~0,1 astetta kun suotuisassa pyörimismoodissa ja kohinatasossa. 

Kehitimme myös automaattisen testialustan Aalto-yliopiston magneettista testauslaitosta varten. Sen sijaan, että käytämme moottoriohjattua armatuuria ohjaamaan ja tallentamaan testattavan laitteen ja aistivan magnetometrin suhteellista asentoa ja orientaatiota Helmhotz-häkin sisällä, käytämme kameraa ja visuaalista merkintää tiedonkeruun automatisoimiseksi. Tämä mahdollistaa mekaanisesti yksinkertaisemman kokoonpanon. Alustavat testit osoittavat, että magneettisen dipolimomentin arviointitarkkuus on ~10 mm (sijainnin osalta) ja ~10 mAm2 (momentin suuruuden osalta) riippuen laitteen koosta suhteessa sen magneettisen momentin voimakkuuteen. Tutkimme myös avaruusaluksen remanentin magneettisen momentin vaikutusta asennonohjauksen suorituskykyyn, jotta voimme suunnitella itse rakentamamme magnetorquerin.

Tämän tutkimuksen tulokset tarjoavat avaruusalusten suunnittelijoille erilaisia vaihtoehtoja omaa magneettisuunnittelua ja testauskampanjaa varten järjestelmän ominaisuuksista ja vaatimuksista riippuen. Aalto-1-satelliitin todellisten lentotietojen analyysi antaa myös tietoa nanosatelliittien käytön aikana ilmenevistä mahdollisista haasteista ja kokemuksista tulevaa kehitystä varten.

Väittelijän yhteystiedot:

  • Julkaistu:
  • Päivitetty: