تثبيت الدوران

في هندسة الطيران والفضاء ، يُعدّ تثبيت الدوران طريقةً لتثبيت قمر صناعي أو مركبة إطلاق عن طريق الدوران، أي الدوران حول محورها الطولي. ينبع هذا المفهوم من قانون حفظ الزخم الزاوي كما هو مطبق في علم المقذوفات ، حيث يُكتسب الدوران عادةً عن طريق التخريش الحلزوني . في معظم تطبيقات الأقمار الصناعية، استُبدل هذا النهج بالتثبيت ثلاثي المحاور .

يُستخدم التثبيت الدوراني في الصواريخ والمركبات الفضائية التي تتطلب التحكم في الاتجاه دون الحاجة إلى نظام دفع ثلاثي المحاور أو آليات أو أجهزة استشعار للتحكم في الاتجاه والتوجيه. في الصواريخ ذات المرحلة العلوية بمحرك صلب، يُستخدم التثبيت الدوراني لمنع المحرك من الانحراف عن مساره لعدم امتلاكه محركات دفع خاصة به. عادةً ما تُستخدم صواريخ صغيرة لتدوير المركبة الفضائية والصاروخ، ثم يُطلق الصاروخ لإطلاق المركبة.

الصواريخ والمركبات الفضائية التي تستخدم التثبيت الدوراني:

• استخدمت مركبتي الإطلاق جوبيتر -سي ومينوتور 5 تقنية التثبيت الدوراني. وتستخدم المراحل العليا في كلا النظامين تقنية التثبيت الدوراني لتحقيق استقرار النظام أثناء المناورات الدافعة. ^{[ 1 ] [ 2 ]}
• استخدم قمر أريابهاتا الصناعي التثبيت الدوراني ^{[ 3 ]}
• حافظت المركبة الفضائية بايونير 4 ، وهي ثاني جسم أُرسل في رحلة تحليق حول القمر عام 1959 ، على وضعها باستخدام التثبيت الدوراني. ^{[ 4 ]}
• تم تدوير مركبة الهبوط Schiaparelli EDM بسرعة تصل إلى 2.5 دورة في الدقيقة قبل إطلاقها من مركبة ExoMars Trace Gas Orbiter قبل محاولتها الهبوط على المريخ في أكتوبر 2016. ^{[ 5 ]}
• تم تثبيت المركبة الفضائية جونو عن طريق الدوران ووصلت إلى مدار كوكب المشتري في عام 2016. ^{[ 6 ]}
• استُخدمت محركات صاروخية من طراز ستار 37، مُثبّتة بالدوران، لإطلاق مسباري بايونير 10 وبايونير 11 على متن مركبتي أطلس سنتور في عامي 1972 و1973، وذلك لدفع الأقمار الصناعية إلى مدارات زائدية عالية الطاقة، ضرورية لتحقيق سرعة الإفلات من النظام الشمسي. ^{[ 7 ]} إضافةً إلى ذلك، خضع كلا المسبارين لتثبيت الدوران أثناء رحلتهما، ودارا بسرعة تقارب 5 دورات في الدقيقة. ^{[ 8 ]}
• عند تشغيلها كمرحلة ثالثة، تستقر معززة الصاروخ ستار 48 على طاولة دوارة، وقبل فصلها، تُدار بسرعة لتثبيتها أثناء انفصالها عن المرحلة السابقة. ^{[ 9 ]} استخدمت المرحلة الثالثة من مركبة الإطلاق دلتا 2 محرك ستار 48، وكانت تُثبَّت بالدوران وتعتمد على المرحلة الثانية لتحديد الاتجاه الصحيح قبل انفصال المرحلتين، ولكنها كانت تُجهَّز أحيانًا بنظام تحكم في التذبذب للحفاظ على محور الدوران الصحيح. ^{[ 10 ]} كما تضمنت نظام ثقل يويو لإحداث دوران في المرحلة الثالثة بعد انفصال الحمولة لمنع إعادة التلامس، أو آلية يويو لإبطاء الدوران قبل إطلاق الحمولة. ^{[ 10 ]}

يمكن تحقيق إزالة الدوران من خلال تقنيات مختلفة، بما في ذلك إزالة دوران اليويو . ^{[ 11 ]}

مع التقدم في أنظمة التحكم في الوضع وأنظمة الدفع وأنظمة التوجيه، والحاجة إلى توجيه الأقمار الصناعية للأجهزة وأنظمة الاتصالات بدقة، أصبح التحكم في الوضع ثلاثي المحاور أكثر شيوعًا بكثير من تثبيت الدوران للأنظمة العاملة في الفضاء. ^{[ 12 ]}

• جيروسكوب
• قمر صناعي مستقر بالدوران