Aplicaciones de control activo de actitud para cohetes basadas en un arreglo de ruedas de reacción reconfigurables

Resumen

Las ruedas de reacción son actuadores sumamente útiles para el control de actitud (orientación) de diversos cuerpos aeroespaciales; por ejemplo, satélites, aeronaves, aviones, drones y cohetes. Entre sus virtudes se encuentran la alta durabilidad, controlabilidad, eficiencia, limpieza y rendimiento. Estas propiedades se potencializan si las ruedas de reacción se hallan en grupos de dos
o más actuadores, denominados como arreglos. Sin embargo, una de las áreas de oportunidad para los últimos es la pérdida de un grado de libertad cuando una de ellas entra, de manera irreversible, en modo de falla; lo que podría implicar el fracaso de la misión para el objeto aeroespacial y desplazarlo al abrupto fin de su vida útil. Si bien esta propiedad denominada como redundancia ha sido motivo de estudio en épocas recientes, no existe una solución tal que garantice la continuidad de la misión del objeto aeroespacial bajo el escenario de falla fatal para una, o más, ruedas de reacción de un arreglo.
Con el fin de subsanar la problemática anterior, en este trabajo se realizó una propuesta de ingeniería basada en el uso de un modelo matemático para cohetes que permita reubicar las ruedas de reacción de un arreglo en su interior de una manera dinámica, independiente y segura, con el fin incrementar la redundancia de los actuadores, y con ello, asegurar la continuidad de la misión.