Un mecanismo de desgiro de yo-yo es un dispositivo utilizado para reducir el giro de los satélites , generalmente poco después del lanzamiento. Consiste en dos tramos de cable con pesos en los extremos. Los cables se enrollan alrededor de la etapa final y/o satélite, a la manera de un yo-yo doble . Cuando se sueltan los pesos, el giro del cohete los lanza lejos del eje de giro . Esto transfiere suficiente momento angular a los pesos para reducir el giro del satélite al valor deseado. Posteriormente, los pesos suelen soltarse. [1]
El despin es necesario ya que algunas etapas finales están estabilizadas por giro y requieren una rotación bastante rápida (ahora típicamente 30-60 rpm; algunas misiones tempranas, como Pioneer , rotaban a más de 600 rpm [2] ) para permanecer estables durante el disparo. (Véase, por ejemplo, el Star 48 , un motor de cohete de combustible sólido). Después del disparo, el satélite no puede ser simplemente liberado, ya que dicha velocidad de giro está más allá de la capacidad del control de actitud del satélite. Por lo tanto, después del disparo del cohete pero antes de la liberación del satélite, los pesos yo-yo se utilizan para reducir las velocidades de giro a algo que el satélite pueda manejar en funcionamiento normal (a menudo 2-5 RPM). [3] Los sistemas de despin yo-yo se utilizan comúnmente en vuelos de cohetes de sondeo suborbital , ya que los vehículos están estabilizados por giro durante el ascenso y tienen un tiempo de vuelo mínimo para la cancelación del balanceo utilizando el sistema de control de actitud de la carga útil. [4]
Como ejemplo de des-spin del yo-yo, en la nave espacial Dawn , aproximadamente 3 kilogramos (6,6 libras) de pesas y cables de 12 metros (39 pies) redujeron la velocidad de giro inicial de la nave espacial de 1.420 kilogramos (3.130 libras) de 46 RPM a 3 RPM en la dirección opuesta. [5] Los pesos relativamente pequeños tienen un gran efecto ya que están lejos del eje de giro, y su efecto aumenta con el cuadrado de la longitud de los cables.
El yo-yo de-spin fue inventado, construido y probado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Caltech . [6]
El hardware del yo-yo puede contribuir al problema de los desechos espaciales en las misiones orbitales, pero esto no es un problema cuando se usa en las etapas superiores de las misiones de escape de la Tierra como Dawn , ya que los cables y los pesos también están en una trayectoria de escape.
A veces, se utiliza un único peso y un cable. Este tipo de disposición se denomina coloquialmente "peso yo". Cuando la etapa final es un cohete sólido , la etapa puede seguir impulsando ligeramente incluso después de la liberación de la nave espacial. Esto se debe a la desgasificación del combustible residual y del aislamiento en la carcasa del motor , incluso sin una combustión significativa. En algunos casos, la etapa gastada ha embestido la carga útil, [7] por ejemplo, en el cuarto intento de lanzamiento de Ohsumi , la tercera etapa del cohete Lambda 4S chocó con la cuarta etapa. [8] Al utilizar un peso sin una contraparte correspondiente, la etapa finalmente cae. El movimiento de caída evita que el empuje residual se acumule en una sola dirección. En cambio, el escape de la etapa se promedia a un valor mucho más bajo en un amplio rango de direcciones.
En marzo de 2009, un peso yo sobrante causó un susto cuando se acercó demasiado a la Estación Espacial Internacional . [9]
En los experimentos con cohetes de sondeo y en la etapa final de inserción del satélite, cuando la sección de carga útil o el satélite se separa del motor inferior, se debe evitar la colisión del motor debido al empuje residual. Convencionalmente, se utiliza un motor de volteo (pequeño propulsante de cohete sólido) o un motor de volteo Yo para evitar colisiones.