¿Cuáles son las limitaciones prácticas (si las hay) en el diseño de una nave espacial giratoria?

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En la película, “The Martian”, parecen tener la nave espacial apuntando al sol mientras giran para mantener la energía en los paneles solares. Esto funciona muy bien, excepto que la comunicación con la Tierra requiere que la antena apunte a la Tierra mientras la plataforma en la que está montada gira. Esto requiere motores, rodamientos, múltiples grados de libertad para lograrlo. Si bien se puede hacer, esto está lleno de todo tipo de dificultades y posibles modos de falla. Como a un hombre muy sabio con el que trabajé en el diseño y operaciones de naves espaciales le gustaba decir: “Hay dos tipos de mecanismos en la nave espacial: los que han fallado y los que van a fallar”.

Hay naves espaciales giratorias en la órbita de la Tierra. Es una excelente manera de mantener la orientación de la nave, pero los sensores que usa ahora pasan más del 50% de su tiempo sin apuntar a la Tierra (o espacio si esa es la misión). Además, la comunicación a la Tierra con los datos recopilados no puede usar una antena “normal”; requiere una antena omnidireccional que arroja energía al espacio donde no puede hacer nada bueno en la comunicación, o requiere una antena giratoria con el mismo tipo de problemas que mencioné antes.

Algunas naves espaciales interplanetarias giran al mando para que sigan apuntando a la Tierra. Pueden usar un RTG para obtener energía, por lo que no es necesario apuntar al sol. “Girarán” para realizar tareas como la fotografía y luego volverán a girar. Esto requiere energía adicional para girar hacia arriba / abajo de la nave espacial en forma de propelente (como la hidrazina). Hay una cantidad limitada a bordo, por lo que la tarea está muy meticulosamente planificada.

El giro de una nave espacial para mantener la actitud es una tecnología patentada. Patente US3767139 – Sistema de estabilización de giro de naves espaciales