适用于在轨道上用于感测卫星方向的陀螺仪

当你在晴朗的夜晚观察天空时，你看到的闪烁物体不仅可能是恒星，也可能是人造卫星。从地球上偶尔可以看到，这些轨道航天器有不同的尺寸，从大型电信和电视卫星到作为空间实验室的小型科学卫星。他们携带的测量仪器将数据发送回地面研究人员，用于各种项目。一个例子是TET卫星，科学家们用它来测试新测量系统的能力，以抵御太空任务的恶劣条件。如果他们通过这些测试，它们可以合并到其他小型卫星中。

其中一个系统是由柏林Fraunhofer可靠性和微集成IZM研究所的研究人员与Astro-undFeinwerktechnikAdlershofGmbH的工程专家合作开发的陀螺仪。卫星使用陀螺仪传感器确定它们相对于轨道位置的方向作为备用系统，如果它们的星跟踪器不起作用或星形能见度降低的话。这种姿态控制系统需要至少三个陀螺仪，每个陀螺仪用于每个运动方向。它们测量卫星的旋转速率，并根据星跟踪器提供的最新可靠数据计算其方向。

陀螺仪必须能够承受低地球轨道中遇到的极端温度波动-温度在零下40到80摄氏度之间-没有损坏，并且尽管太阳辐射很高，仍然可以使用几年。进一步的要求是它们应该尽可能小和轻，因为有效载荷能力有限并且发射台上保存的每一克立即转化为更低的成本。最后，陀螺仪必须是节能的，因为微卫星只有一个微小的太阳能电池板来产生它们所需的功率。

不比钱包大

“我们的陀螺仪能够承受恶劣的空间条件，并且比同类解决方案更小，更轻，耗能更少，”Astro-undFeinwerktechnikAdlershofGmbH董事总经理MichaelScheiding说。而不是通常的7.5公斤，它的重量不到一公斤。科学家也大幅减少了它的体积。虽然类似的设备通常大约相当于鞋盒的大小，但新陀螺仪的尺寸仅为10乘14乘3厘米，即不大于钱包。研究人员的最终目标是再次将系统的大小减半。另一个优点是它需要的能量大约是同类设备的一半。

研究人员是如何实现这一结果的?为了找到答案，有必要看一下光纤陀螺仪。它的主要部件是一个纤维线圈，一个缠绕着一到两公里纤维的核心。光纤越长，陀螺仪越精确。“我们已将光纤长度减少到400米，但仍可获得相同的精确度，”IZM研究员MarcusHeimann说。“我们为实现这一目标所做的一件事就是选择更高效的光学元件。”连接光源，探测器和线圈的不同光纤之间的拼接点也已经过优化。科学家将于6月3日至5日在纽伦堡的传感器+测试贸易展上展示他们的原型(12号展厅，12-537展位)。

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