Disputas: Jan Kenneth Bekkeng

Prøveforelesning

Bedømmelseskomité

Professor Thomas Bak, Aalborg Universitet
Professor Finn Søraas, Universitetet i Bergen
Professor Jan A. Holtet, Universitetet i Oslo

Leder av disputas:  Eivind Osnes

Veileder:  Prof. Jøran Moen og Dr. Wilfred Booij

Sammendrag

For romfartøyer er beregning av orientering i rommet like viktig som å bestemme romfartøyets posisjon og hastighet. Satellitter må f.eks. vite hvilken vei de peker for å kunne rette sine kommunikasjonsantenner mot Jorda. Orienteringsinformasjon er også nødvendig for å analysere vitenskapelige data fra instrumenter ombord på et romfartøy.

Doktorarbeidet tar for seg design, utvikling, testing og analyse av et pålitelig og lavkost system for å rekonstruere orienteringen til forskningsraketter. Algoritmene som er utviklet for å estimere rakettens orientering kombinerer på en optimal måte måledata fra tre rate-gyroskoper, en solsensor og et tre-akse magnetometer. I tillegg benyttes matematiske modeller av sensorene, rakettens rotasjonsdynamikk, Jordens magnetfelt og Solens posisjon. Algoritmene estimerer også feilparametere i sensorene under selve rakettflukten, basert på måledataene, for å bedre nøyaktigheten til systemet. Det er foretatt omfattende simuleringer for å beregne nøyaktigheten til systemet, og de viser at en absolutt orienteringsnøyaktighet på 0.5 – 1 grad kan oppnås selv ved bruk av sensorer med relativt store målefeil. Simuleringene viser også hvordan nøyaktigheten til systemet avhenger av rotasjonsbevegelsen til raketten, siden dette påvirker observerbarheten av de ulike kalibreringsparameterene for sensorene.

Bekkeng’s doktorarbeid inkluderer også design og utvikling av en lavkost tre-akse gyromodul, for å måle rotasjonshastigheten til raketter med høyt spinn. En ny digital solsensor for raketter har blitt utviklet som en del av arbeidet, og det er utviklet testoppsett og algoritmer for å kalibrere gyroene og magnetometeret på bakken, før de integreres i rakettnyttelasten. Arbeidet omfatter også utvikling av et elektrisk felt instrument for raketter, for å måle elektiske felter i ionosfæren, og nøyaktig informasjon om rakettens orientering er nødvendig for å kunne analysere dataene fra dette instrumentet.

Arbeidet er utført ved Fysisk institutt, UIO. Veiledere har vært professor Jøran Moen, UIO, og Dr. Wilfred Booij, SINTEF IKT og Sonitor Techonolgies.

Kontaktperson

For mer informasjon, kontakt Heidi Bruvoll.