Spacecraft attitude control
अंतरिक्ष यान दृष्टिकोण नियंत्रण एक अंतरिक्ष यान (वाहन या उपग्रह) के अभिविन्यास को नियंत्रित करने की प्रक्रिया है जो संदर्भ के एक जड़त्वीय ढांचे या किसी अन्य इकाई जैसे खगोलीय क्षेत्र, कुछ क्षेत्रों और आस-पास की वस्तुओं आदि के संबंध में है। वाहन के दृष्टिकोण को नियंत्रित करने के लिए वाहन अभिविन्यास को मापने के लिए सेंसर, वाहन को वांछित दृष्टिकोण की ओर उन्मुख करने के लिए आवश्यक टॉर्क को लागू करने के लिए एक्चुएटर और (1) वर्तमान दृष्टिकोण के संवेदक माप और (2) वांछित दृष्टिकोण के विनिर्देश के आधार पर एक्चुएटर को आदेश देने के लिए एल्गोरिदम की आवश्यकता होती है। संवेदक, एक्चुएटर्स और एल्गोरिदम के संयोजन का अध्ययन करने वाले एकीकृत क्षेत्र को मार्गदर्शन, नेविगेशन और नियंत्रण (जी. एन. सी.) कहा जाता है। अवलोकन एक अंतरिक्ष यान के दृष्टिकोण को आम तौर पर विभिन्न कारणों से स्थिर और नियंत्रित किया जाना चाहिए। अक्सर इसकी आवश्यकता होती है ताकि अंतरिक्ष यान के उच्च-लाभ वाले एंटीना को संचार के लिए पृथ्वी की ओर सटीक रूप से इंगित किया जा सके, ताकि जहाज पर प्रयोग सटीक संग्रह और डेटा की बाद की व्याख्या के लिए सटीक इशारा कर सकें, ताकि सूर्य के प्रकाश और छाया के ताप और शीतलन प्रभावों का उपयोग किया जा सके। स्थिरीकरण के प्रकार अंतरिक्ष यान के एटियूड नियंत्रण को दो प्रमुख दृष्टिकोणों में से एक का उपयोग करके बनाए रखा जाता हैः स्पिन स्थिरीकरण को स्थिर करने वाले तंत्र के रूप में घूर्णन अंतरिक्ष यान द्रव्यमान की जाइरोस्कोपिक क्रिया का उपयोग करके अंतरिक्ष यान कताई को स्थापित करके पूरा किया जाता है। प्रणोदन प्रणाली थ्रस्टर्स को स्पिन दर में या स्पिन-स्थिर दृष्टिकोण में वांछित परिवर्तन करने के लिए केवल कभी-कभी फायर किया जाता है। यदि वांछित है, तो कताई को थ्रस्टर्स के उपयोग के माध्यम से या यो-यो डी-स्पिन द्वारा रोका जा सकता है। बाहरी सौर मंडल में पायनियर 10 और पायनियर 11 जांच स्पिन-स्थिर अंतरिक्ष यान के उदाहरण हैं। अंतरिक्ष यान दृष्टिकोण नियंत्रण की एक वैकल्पिक विधि है जिसमें अंतरिक्ष यान को बिना किसी घूर्णन के वांछित अभिविन्यास में स्थिर रखा जाता है। एक विधि यह है कि छोटे थ्रस्टर्स का उपयोग करके अंतरिक्ष यान को अनुमति प्राप्त दृष्टिकोण त्रुटि के एक डेडबैंड के भीतर लगातार आगे और पीछे धकेलना है। थ्रस्टर्स को द्रव्यमान-निष्कासन नियंत्रण (एम. ई. सी.) प्रणाली, या प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली (आर. सी. एस.) के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है। अंतरिक्ष जांच वायेजर 1 और वायेजर 2 इस विधि का उपयोग करते हैं, और जुलाई 2015 तक अपने 100 किलोग्राम प्रणोदक में से लगभग तीन चौथाई का उपयोग कर चुके हैं। तीन-अक्ष स्थिरीकरण प्राप्त करने के लिए एक अन्य विधि विद्युत संचालित प्रतिक्रिया पहियों का उपयोग करना है, जिन्हें गति चक्र भी कहा जाता है, जो अंतरिक्ष यान पर तीन ऑर्थोगोनल अक्षों पर लगे होते हैं। वे अंतरिक्ष यान और पहियों के बीच आगे और पीछे कोणीय गति का व्यापार करने का एक साधन प्रदान करते हैं। किसी दिए गए अक्ष पर वाहन को घुमाने के लिए, उस अक्ष पर प्रतिक्रिया चक्र को विपरीत दिशा में त्वरित किया जाता है। वाहन को वापस घुमाने के लिए, पहिया धीमा हो जाता है। उदाहरण के लिए, सौर फोटॉन दबाव या गुरुत्वाकर्षण प्रवणता से बाहरी टोक़ के कारण प्रणाली में बनने वाली अतिरिक्त गति को कभी-कभी अंतरिक्ष यान पर नियंत्रित टोक़ लागू करके प्रणाली से हटा दिया जाना चाहिए ताकि पहियों को कंप्यूटर नियंत्रण के तहत वांछित गति पर लौटने की अनुमति मिल सके। यह पैंतरेबाज़ी के दौरान किया जाता है जिसे मोमेंटम डिसैचुरेशन या मोमेंटम अनलोड पैंतरेबाज़ी कहा जाता है। अधिकांश अंतरिक्ष यान डिसैचुरेशन युद्धाभ्यास के लिए टोक़ लागू करने के लिए थ्रस्टर्स की एक प्रणाली का उपयोग करते हैं। हबल स्पेस टेलीस्कोप द्वारा एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग किया गया था, जिसमें संवेदनशील प्रकाशिकी थी जो थ्रस्टर निकास से दूषित हो सकती थी, और इसके बजाय डिसैचुरेशन युद्धाभ्यास के लिए चुंबकीय टॉर्कर्स का उपयोग किया गया था। स्पिन स्थिरीकरण और तीन-अक्ष स्थिरीकरण दोनों के फायदे और नुकसान हैं। स्पिन-स्थिर शिल्प एक निरंतर व्यापक गति प्रदान करता है जो क्षेत्रों और कण उपकरणों के साथ-साथ कुछ ऑप्टिकल स्कैनिंग उपकरणों के लिए वांछनीय है, लेकिन उन्हें डी-स्पिन एंटेना या ऑप्टिकल उपकरणों के लिए जटिल प्रणालियों की आवश्यकता हो सकती है जिन्हें विज्ञान अवलोकन या पृथ्वी के साथ संचार के लिए लक्ष्यों पर इंगित किया जाना चाहिए। तीन-अक्ष नियंत्रित शिल्प ऑप्टिकल उपकरणों और एंटेना को बिना डी-स्पिन किए इंगित कर सकते हैं, लेकिन उन्हें अपने क्षेत्रों और कण उपकरणों का सर्वोत्तम उपयोग करने के लिए विशेष घूर्णन युद्धाभ्यास करना पड़ सकता है। यदि थ्रस्टर्स का उपयोग नियमित स्थिरीकरण के लिए किया जाता है, तो इमेजिंग जैसे ऑप्टिकल अवलोकनों को यह जानते हुए डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि अंतरिक्ष यान हमेशा धीरे-धीरे आगे-पीछे हिल रहा है, और हमेशा सटीक रूप से अनुमानित नहीं है। प्रतिक्रिया पहिये अवलोकन करने के लिए एक बहुत स्थिर अंतरिक्ष यान प्रदान करते हैं, लेकिन वे अंतरिक्ष यान में द्रव्यमान जोड़ते हैं, उनके पास एक सीमित यांत्रिक जीवनकाल होता है, और उन्हें लगातार गति असंतुलन युद्धाभ्यास की आवश्यकता होती है, जो थ्रस्टर्स के उपयोग द्वारा दिए गए त्वरण के कारण नेविगेशन समाधानों को बाधित कर सकते हैं। आर्टिकुलेशन कई अंतरिक्ष यानों में ऐसे घटक होते हैं जिन्हें आर्टिकुलेशन की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, वायेजर और गैलीलियो को अंतरिक्ष यान अभिविन्यास से काफी हद तक स्वतंत्र रूप से अपने लक्ष्यों पर ऑप्टिकल उपकरणों को इंगित करने के लिए स्कैन प्लेटफार्मों के साथ डिज़ाइन किया गया था। मंगल ग्रह के ऑर्बिटर जैसे कई अंतरिक्ष यानों में सौर पैनल होते हैं जिन्हें सूर्य को ट्रैक करना होता है ताकि वे अंतरिक्ष यान को विद्युत शक्ति प्रदान कर सकें। कैसिनी के मुख्य इंजन नोजल चलाने योग्य थे। यह जानने के लिए कि सौर पैनल, या स्कैन प्लेटफॉर्म, या एक नोजल को कहाँ इंगित करना है-यानी, इसे कैसे व्यक्त करना है-अंतरिक्ष यान के दृष्टिकोण के ज्ञान की आवश्यकता होती है। क्योंकि एक एकल उपप्रणाली अंतरिक्ष यान के दृष्टिकोण, सूर्य के स्थान और पृथ्वी के स्थान पर नज़र रखती है, यह उपांगों को इंगित करने के लिए उचित दिशा की गणना कर सकती है। यह तार्किक रूप से एक ही उप-प्रणाली-दृष्टिकोण और अभिव्यक्ति नियंत्रण उप-प्रणाली (ए. ए. सी. एस.) में आता है, फिर, दृष्टिकोण और अभिव्यक्ति दोनों का प्रबंधन करने के लिए। ए. ए. सी. एस. नाम को अंतरिक्ष यान में भी ले जाया जा सकता है, भले ही इसमें स्पष्ट करने के लिए कोई उपांग न हो। ज्यामिति दृष्टिकोण इस विवरण का हिस्सा है कि किसी वस्तु को उस स्थान पर कैसे रखा जाता है जिस पर वह कब्जा करती है। दृष्टिकोण और स्थिति पूरी तरह से वर्णन करते हैं कि किसी वस्तु को अंतरिक्ष में कैसे रखा जाता है। (रोबोटिक्स और कंप्यूटर दृष्टि जैसे कुछ अनुप्रयोगों के लिए, स्थिति और दृष्टिकोण को एक साथ एक ही विवरण में जोड़ना प्रथागत है जिसे पोज के रूप में जाना जाता है।) दृष्टिकोण को विभिन्न विधियों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है; हालाँकि, सबसे आम हैं घूर्णन मैट्रिक्स, चतुर्थक और यूलर कोण। जबकि यूलर कोण अक्सर कल्पना करने के लिए सबसे सीधा प्रतिनिधित्व करते हैं, वे गिम्बल लॉक के रूप में जानी जाने वाली घटना के कारण अत्यधिक-युक्ति-योग्य प्रणालियों के लिए समस्याएं पैदा कर सकते हैं। दूसरी ओर, एक रोटेशन मैट्रिक्स, तीन के बजाय नौ मूल्यों की आवश्यकता की कीमत पर दृष्टिकोण का पूरा विवरण प्रदान करता है। रोटेशन मैट्रिक्स के उपयोग से कम्प्यूटेशनल खर्च में वृद्धि हो सकती है और उनके साथ काम करना अधिक कठिन हो सकता है। चतुर्थक एक सभ्य समझौता प्रदान करते हैं कि वे गिम्बल लॉक से पीड़ित नहीं हैं और दृष्टिकोण का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए केवल चार मूल्यों की आवश्यकता होती है। मनोवृत्ति निर्धारण इससे पहले कि मनोवृत्ति नियंत्रण किया जा सके, वर्तमान मनोवृत्ति निर्धारित की जानी चाहिए। दृष्टिकोण को सीधे किसी एक माप से नहीं मापा जा सकता है, और इसलिए माप के एक समूह (अक्सर विभिन्न संवेदक का उपयोग करके) से गणना (या अनुमानित) की जानी चाहिए। यह या तो स्थिर रूप से किया जा सकता है (केवल वर्तमान में उपलब्ध मापों का उपयोग करके दृष्टिकोण की गणना करना), या एक सांख्यिकीय फ़िल्टर (सबसे अधिक, कालमन फ़िल्टर) के उपयोग के माध्यम से किया जा सकता है जो सांख्यिकीय रूप से वर्तमान दृष्टिकोण का एक इष्टतम अनुमान प्राप्त करने के लिए वर्तमान संवेदक मापों के साथ पिछले दृष्टिकोण अनुमानों को जोड़ता है। स्थिति/स्थान कुछ संवेदक और अनुप्रयोगों के लिए (जैसे मैग्नेटोमीटर का उपयोग करने वाले अंतरिक्ष यान) सटीक स्थान का भी पता होना चाहिए। जबकि मुद्रा अनुमान का उपयोग किया जा सकता है, अंतरिक्ष यान के लिए यह आमतौर पर दृष्टिकोण अनुमान से अलग स्थिति (कक्षा निर्धारण के माध्यम से) का अनुमान लगाने के लिए पर्याप्त है। पृथ्वी के पास काम करने वाले स्थलीय वाहनों और अंतरिक्ष यान के लिए, उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों के आगमन से सटीक स्थिति ज्ञान आसानी से प्राप्त किया जा सकता है। यह समस्या गहरे अंतरिक्ष वाहनों, या वैश्विक नौवहन उपग्रह प्रणाली (जी. एन. एस. एस.) में संचालित स्थलीय वाहनों के लिए अधिक जटिल हो जाती है (नौवहन देखें)। स्थैतिक दृष्टिकोण आकलन विधियाँ वहबा की समस्या का समाधान हैं। कई समाधान प्रस्तावित किए गए हैं, विशेष रूप से डेवनपोर्ट की क्यू-विधि, क्यूईएसटी, ट्राईएडी और एकल मूल्य अपघटन। क्रैसिडिस, जॉन एल. और जॉन एल. जंकिन्स. चैपमैन और हॉल/सी. आर. सी., 2004। अनुक्रमिक आकलन विधियों कालमन फ़िल्टरिंग का उपयोग क्रमिक रूप से दृष्टिकोण के साथ-साथ कोणीय दर का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है। क्योंकि अभिवृत्ति गतिकी (कठोर शरीर गतिकी और अभिवृत्ति गतिकी का संयोजन) गैर-रैखिक है, एक रैखिक कालमन फिल्टर पर्याप्त नहीं है। क्योंकि दृष्टिकोण गतिशीलता बहुत गैर-रैखिक नहीं है, विस्तारित कालमन फ़िल्टर आमतौर पर पर्याप्त होता है (हालांकि क्रैसिडिस और मार्कली ने प्रदर्शित किया कि सुगंधित कालमन फ़िल्टर का उपयोग किया जा सकता है, और उन मामलों में लाभ प्रदान कर सकता है जहां प्रारंभिक अनुमान खराब है)। कई विधियों का प्रस्ताव किया गया है, हालांकि गुणक विस्तारित कलमन फ़िल्टर (एम. ई. के. एफ.) अब तक का सबसे आम तरीका है। यह दृष्टिकोण त्रुटि चतुर्थक के गुणक सूत्रीकरण का उपयोग करता है, जो चतुर्थक पर एकता बाधा को बेहतर तरीके से संभालने की अनुमति देता है। गतिशील मॉडल प्रतिस्थापन के रूप में जानी जाने वाली तकनीक का उपयोग करना भी आम है, जहां कोणीय दर का सीधे अनुमान नहीं लगाया जाता है, बल्कि जाइरो से मापी गई कोणीय दर का उपयोग सीधे समय में घूर्णन गतिकी को आगे बढ़ाने के लिए किया जाता है। यह अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए मान्य है क्योंकि जायरो आमतौर पर प्रणाली पर कार्य करने वाले विक्षोभ टोक़ों (जो कोणीय दर के सटीक अनुमान के लिए आवश्यक है) के बारे में किसी के ज्ञान की तुलना में कहीं अधिक सटीक होते हैं। दृष्टिकोण नियंत्रण एल्गोरिदम नियंत्रण एल्गोरिदम कंप्यूटर प्रोग्राम हैं जो वाहन सेंसर से डेटा प्राप्त करते हैं और वाहन को वांछित दृष्टिकोण पर घुमाने के लिए एक्चुएटर्स को उपयुक्त आदेश प्राप्त करते हैं। एल्गोरिदम बहुत सरल होते हैं, जैसे। मिशन की आवश्यकताओं के आधार पर, जटिल अरैखिक अनुमानकों या कई प्रकारों के बीच आनुपातिक नियंत्रण। आमतौर पर, दृष्टिकोण नियंत्रण एल्गोरिदम कंप्यूटर हार्डवेयर पर चलने वाले सॉफ्टवेयर का हिस्सा होते हैं, जो जमीन से आदेश प्राप्त करते हैं और ग्राउंड स्टेशन पर संचरण के लिए वाहन डेटा टेलीमेट्री को प्रारूपित करते हैं। अभिवृत्ति नियंत्रण एल्गोरिदम एक विशेष अभिवृत्ति पैंतरेबाज़ी की आवश्यकता के आधार पर लिखे और कार्यान्वित किए जाते हैं। गुरुत्वाकर्षण-प्रवणता स्थिरीकरण जैसे निष्क्रिय दृष्टिकोण नियंत्रण के कार्यान्वयन के अलावा, अधिकांश अंतरिक्ष यान सक्रिय नियंत्रण का उपयोग करते हैं जो एक विशिष्ट दृष्टिकोण नियंत्रण लूप प्रदर्शित करता है। नियंत्रण एल्गोरिदम का डिज़ाइन विशिष्ट दृष्टिकोण पैंतरेबाज़ी के लिए उपयोग किए जाने वाले एक्चुएटर पर निर्भर करता है, हालांकि एक सरल आनुपातिक-एकीकृत-व्युत्पन्न नियंत्रक (पी. आई. डी. नियंत्रक) का उपयोग अधिकांश नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करता है। एक्चुएटर्स के लिए उपयुक्त आदेश त्रुटि संकेतों के आधार पर प्राप्त किए जाते हैं जिन्हें मापा और वांछित दृष्टिकोण के बीच के अंतर के रूप में वर्णित किया जाता है। त्रुटि संकेतों को आमतौर पर यूलर कोणों (φ, θ, χ) के रूप में मापा जाता है, हालांकि इसके एक विकल्प को दिशा कोसाइन मैट्रिक्स या त्रुटि चतुर्थक के संदर्भ में वर्णित किया जा सकता है। पी. आई. डी. नियंत्रक जो सबसे आम है, दृष्टिकोण के आधार पर एक त्रुटि संकेत (विचलन) पर प्रतिक्रिया करता है, जहां नियंत्रण टोक़ है, दृष्टिकोण विचलन संकेत है, और पी. आई. डी. नियंत्रक मापदंड हैं। इसका एक सरल कार्यान्वयन अभिकर्मकों के रूप में गति या प्रतिक्रिया पहियों का उपयोग करते हुए नादिर इंगित करने के लिए आनुपातिक नियंत्रण का अनुप्रयोग हो सकता है। पहियों की गति में परिवर्तन के आधार पर, नियंत्रण कानून को 3-अक्ष x, y, z में परिभाषित किया जा सकता है क्योंकि यह नियंत्रण एल्गोरिथ्म गति डंपिंग को भी प्रभावित करता है। एक अन्य महत्वपूर्ण और सामान्य नियंत्रण एल्गोरिथ्म में डिटम्बलिंग की अवधारणा शामिल है, जो अंतरिक्ष यान की कोणीय गति को कम कर रहा है। प्रक्षेपण यान से छोड़े जाने के बाद अंतरिक्ष यान को हटाने की आवश्यकता अनियंत्रित स्थिति से उत्पन्न होती है। पृथ्वी की निचली कक्षा (एल. ई. ओ.) में अधिकांश अंतरिक्ष यान चुंबकीय विघटन अवधारणा का उपयोग करते हैं जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव का उपयोग करता है। नियंत्रण एल्गोरिथ्म को बी-डॉट नियंत्रक कहा जाता है और यह नियंत्रण एक्चुएटर के रूप में चुंबकीय कुंडल या टोक़ छड़ पर निर्भर करता है। नियंत्रण कानून शरीर-निर्धारित मैग्नेटोमीटर संकेतों के परिवर्तन की दर के माप पर आधारित है। जहाँ चुंबकीय मशाल का आदेशित चुंबकीय द्विध्रुव क्षण है और आनुपातिक लाभ है और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के परिवर्तन की दर है। संवेदक सापेक्ष दृष्टिकोण संवेदक कई संवेदक ऐसे परिणाम उत्पन्न करते हैं जो दृष्टिकोण में परिवर्तन की दर को दर्शाते हैं। इन्हें दृष्टिकोण निर्धारित करने के लिए उपयोग करने के लिए एक ज्ञात प्रारंभिक दृष्टिकोण, या बाहरी जानकारी की आवश्यकता होती है। संवेदक के इस वर्ग में से कई में कुछ शोर होता है, जो पूर्ण दृष्टिकोण संवेदक द्वारा ठीक नहीं किए जाने पर अशुद्धियों की ओर ले जाता है। जाइरोस्कोप ऐसे उपकरण हैं जो बाहरी वस्तुओं के अवलोकन पर निर्भर किए बिना त्रि-आयामी अंतरिक्ष में घूर्णन को महसूस करते हैं। शास्त्रीय रूप से, एक जाइरोस्कोप में एक कताई द्रव्यमान होता है, लेकिन एक बंद पथ के चारों ओर प्रतिबिंबित सुसंगत प्रकाश का उपयोग करने वाले "रिंग लेजर जाइरोस" भी होते हैं। एक अन्य प्रकार का "जाइरो" एक अर्धगोलाकार अनुनादकर्ता जाइरो है जहाँ शराब के गिलास के आकार के एक क्रिस्टल कप को दोलन में चलाया जा सकता है जैसे एक शराब का गिलास "गाता है" जैसे एक उंगली को उसके किनारे के चारों ओर रगड़ दिया जाता है। दोलन का अभिविन्यास जड़त्वीय स्थान में तय होता है, इसलिए अंतरिक्ष यान के सापेक्ष दोलन के अभिविन्यास को मापने का उपयोग जड़त्वीय स्थान के संबंध में अंतरिक्ष यान की गति को महसूस करने के लिए किया जा सकता है। गति संदर्भ इकाइयाँ गति संदर्भ इकाइयाँ एकल या बहु-अक्ष गति संवेदक के साथ एक प्रकार की जड़त्वीय माप इकाई हैं। वे एम. ई. एम. एस. जाइरोस्कोप का उपयोग करते हैं। कुछ बहु-अक्षीय एमआरयू रोल, पिच, यॉ और हेव को मापने में सक्षम हैं। उनके पास वैमानिकी क्षेत्र के बाहर अनुप्रयोग हैं, जैसे किः एंटीना गति क्षतिपूर्ति और स्थिरीकरण गतिशील स्थिति अपतटीय क्रेन की भारी क्षतिपूर्ति उच्च गति शिल्प गति नियंत्रण और डैंपिंग सिस्टम हाइड्रो ध्वनिक स्थिति एकल और मल्टीबीम इकोसाउंडर्स की गति क्षतिपूर्ति महासागर तरंग माप अपतटीय संरचना गति निगरानी स्वायत्त पानी के नीचे के वाहनों और दूर से संचालित पानी के नीचे के वाहनों पर अभिविन्यास और दृष्टिकोण माप जहाज गति निगरानी पूर्ण दृष्टिकोण संवेदक यह वर्ग संवेदक अंतरिक्ष यान के बाहर क्षेत्रों, वस्तुओं या अन्य घटनाओं की स्थिति या अभिविन्यास को महसूस करते हैं। क्षितिज संवेदक एक ऑप्टिकल उपकरण है जो पृथ्वी के वायुमंडल के 'अंग' से प्रकाश का पता लगाता है, यानी क्षितिज पर। थर्मल इन्फ्रारेड सेंसिंग का अक्सर उपयोग किया जाता है, जो बहुत ठंडी ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि की तुलना में वायुमंडल की तुलनात्मक गर्मी को महसूस करता है। यह संवेदक पृथ्वी के संबंध में दो ऑर्थोगोनल अक्षों के बारे में अभिविन्यास प्रदान करता है। यह तारकीय अवलोकन पर आधारित संवेदक की तुलना में कम सटीक होता है। कभी-कभी पृथ्वी संवेदक के रूप में संदर्भित किया जाता है। जिस तरह से एक स्थलीय जाइरोकोम्पास स्थानीय गुरुत्वाकर्षण को महसूस करने के लिए एक पेंडुलम का उपयोग करता है और अपने जाइरो को पृथ्वी के स्पिन वेक्टर के साथ संरेखण में मजबूर करता है, और इसलिए उत्तर की ओर इशारा करता है, एक कक्षीय जाइरोकोम्पास पृथ्वी के केंद्र की दिशा को महसूस करने के लिए एक क्षितिज संवेदक का उपयोग करता है, और एक जाइरो कक्षा विमान के लिए सामान्य अक्ष के बारे में घूर्णन को महसूस करने के लिए। इस प्रकार, क्षितिज संवेदक पिच और रोल माप प्रदान करता है, और जाइरो यॉ प्रदान करता है। टैट-ब्रायन कोण देखें। सूर्य संवेदक एक उपकरण है जो सूर्य की दिशा को महसूस करता है। यह मिशन की आवश्यकताओं के आधार पर कुछ सौर कोशिकाओं और रंगों के रूप में सरल, या एक संचालन योग्य दूरबीन के रूप में जटिल हो सकता है। पृथ्वी संवेदक एक ऐसा उपकरण है जो पृथ्वी की दिशा को महसूस करता है। यह आमतौर पर एक अवरक्त कैमरा होता है; आजकल दृष्टिकोण का पता लगाने का मुख्य तरीका स्टार ट्रैकर है, लेकिन पृथ्वी संवेदक अभी भी अपनी कम लागत और विश्वसनीयता के लिए उपग्रहों में एकीकृत हैं। स्टार ट्रैकर एक ऑप्टिकल उपकरण है जो फोटोसेल या कैमरे का उपयोग करके तारों की स्थिति को मापता है। यह अपने चारों ओर तारों की सापेक्ष स्थिति की पहचान करने और गणना करने के लिए चमक और वर्णक्रमीय प्रकार के परिमाण का उपयोग करता है। मैग्नेटोमीटर एक ऐसा उपकरण है जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को महसूस करता है और जब तीन-अक्ष त्रिभुज, चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में उपयोग किया जाता है। एक अंतरिक्ष यान नौवहन सहायता के रूप में, संवेदी क्षेत्र की ताकत और दिशा की तुलना पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के मानचित्र से की जाती है जो एक ऑन-बोर्ड या ग्राउंड-आधारित मार्गदर्शन कंप्यूटर की स्मृति में संग्रहीत होता है। यदि अंतरिक्ष यान की स्थिति ज्ञात है तो दृष्टिकोण का अनुमान लगाया जा सकता है। एक्चुएटर्स का दृष्टिकोण नियंत्रण कई तंत्रों द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैंः थ्रस्टर्स वर्नियर थ्रस्टर्स सबसे आम एक्चुएटर्स हैं, क्योंकि उनका उपयोग स्टेशन रखने के लिए भी किया जा सकता है। थ्रस्टर्स को तीनों अक्षों के बारे में स्थिरीकरण प्रदान करने के लिए एक प्रणाली के रूप में व्यवस्थित किया जाना चाहिए, और वाहन को अनुवाद प्रदान करने से रोकने के लिए एक जोड़े के रूप में टोक़ प्रदान करने के लिए प्रत्येक अक्ष में कम से कम दो थ्रस्टर्स का उपयोग किया जाता है। उनकी सीमाएँ ईंधन का उपयोग, इंजन का खराब होना और नियंत्रण वाल्व के चक्र हैं। एक अभिवृत्ति नियंत्रण प्रणाली की ईंधन दक्षता इसके विशिष्ट आवेग (निकास वेग के समानुपाती) और सबसे छोटे टोक़ आवेग द्वारा निर्धारित की जाती है जो यह प्रदान कर सकता है (जो निर्धारित करता है कि सटीक नियंत्रण प्रदान करने के लिए थ्रस्टर्स को कितनी बार आग लगानी चाहिए)। रोटेशन शुरू करने के लिए थ्रस्टर्स को एक दिशा में फायर किया जाना चाहिए, और अगर एक नया अभिविन्यास आयोजित किया जाना है तो फिर से विपरीत दिशा में। वोस्तोक, मरकरी, जेमिनी, अपोलो, सोयुज और स्पेस शटल सहित अधिकांश चालक दल वाले अंतरिक्ष वाहनों पर थ्रस्टर सिस्टम का उपयोग किया गया है। मिशन की अवधि में ईंधन की सीमा को कम करने के लिए, सहायक दृष्टिकोण नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग वाहन के घूर्णन को निचले स्तर तक कम करने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि छोटे आयन थ्रस्टर जो सौर कोशिकाओं से शक्ति का उपयोग करके आयनीकृत गैसों को विद्युत रूप से अत्यधिक वेग तक बढ़ाते हैं। रिएक्शन/मोमेंटम व्हील्स इलेक्ट्रिक मोटर चालित रोटर होते हैं जो वाहन को फिर से उन्मुख करने के लिए आवश्यक दिशा के विपरीत दिशा में घूमने के लिए बनाए जाते हैं। क्योंकि गति के पहिये अंतरिक्ष यान के द्रव्यमान का एक छोटा सा अंश बनाते हैं और कंप्यूटर नियंत्रित होते हैं, वे सटीक नियंत्रण देते हैं। घर्षण और टूटने की समस्याओं से बचने के लिए गति के पहियों को आम तौर पर चुंबकीय बीयरिंग पर लटकाया जाता है। अंतरिक्ष यान प्रतिक्रिया पहियों में अक्सर यांत्रिक गेंद बीयरिंग का उपयोग किया जाता है। त्रि-आयामी स्थान में अभिविन्यास बनाए रखने के लिए कम से कम तीन प्रतिक्रिया पहियों का उपयोग किया जाना चाहिए, जिसमें अतिरिक्त इकाइयाँ एकल विफलता सुरक्षा प्रदान करती हैं। यूलर कोण देखें। नियंत्रण क्षण जाइरो ये स्थिर गति से घूमने वाले रोटर हैं, जो दृष्टिकोण नियंत्रण प्रदान करने के लिए गिम्बल पर लगाए जाते हैं। यद्यपि सी. एम. जी. जाइरो स्पिन अक्ष के ऑर्थोगोनल दो अक्षों के बारे में नियंत्रण प्रदान करता है, फिर भी त्रि-अक्षीय नियंत्रण के लिए दो इकाइयों की आवश्यकता होती है। एक सीएमजी लागत और द्रव्यमान के मामले में थोड़ा अधिक महंगा है, क्योंकि गिम्बल और उनके ड्राइव मोटर प्रदान किए जाने चाहिए। सी. एम. जी. द्वारा प्रयुक्त अधिकतम टोक़ (लेकिन अधिकतम कोणीय गति परिवर्तन नहीं) गति चक्र की तुलना में अधिक होता है, जिससे यह बड़े अंतरिक्ष यान के लिए बेहतर अनुकूल हो जाता है। एक प्रमुख कमी अतिरिक्त जटिलता है, जो विफलता अंकों की संख्या को बढ़ाती है। इस कारण से, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन दोहरी विफलता सहिष्णुता प्रदान करने के लिए चार सीएमजी के एक समूह का उपयोग करता है। सौर पाल छोटे सौर पाल (उपकरण जो घटना प्रकाश को प्रतिबिंबित करके प्रेरित प्रतिक्रिया बल के रूप में जोर पैदा करते हैं) का उपयोग छोटे दृष्टिकोण नियंत्रण और वेग समायोजन करने के लिए किया जा सकता है। यह अनुप्रयोग ईंधन व्यय के बिना नियंत्रण क्षणों का उत्पादन करके एक लंबी अवधि के मिशन पर बड़ी मात्रा में ईंधन बचा सकता है। उदाहरण के लिए, मेरिनर 10 ने अपनी सौर कोशिकाओं और एंटेना का उपयोग छोटे सौर पाल के रूप में करते हुए अपने दृष्टिकोण को समायोजित किया। गुरुत्वाकर्षण-प्रवणता स्थिरीकरण कक्षा में, एक अक्ष के साथ एक अंतरिक्ष यान अन्य दो की तुलना में बहुत लंबा स्वचालित रूप से उन्मुख होगा ताकि इसका लंबा अक्ष ग्रह के द्रव्यमान के केंद्र पर इंगित हो। इस प्रणाली में कोई सक्रिय नियंत्रण प्रणाली या ईंधन के खर्च की आवश्यकता नहीं है। प्रभाव ज्वारीय बल के कारण होता है। वाहन का ऊपरी छोर निचले छोर की तुलना में कम गुरुत्वाकर्षण खिंचाव महसूस करता है। यह एक पुनर्स्थापना टोक़ प्रदान करता है जब भी लंबी धुरी गुरुत्वाकर्षण की दिशा के साथ सह-रैखिक नहीं होती है। जब तक आर्द्रता के कुछ साधन प्रदान नहीं किए जाते हैं, तब तक अंतरिक्ष यान स्थानीय ऊर्ध्वाधर के बारे में दोलन करेगा। कभी-कभी टेथर का उपयोग उपग्रह के दो हिस्सों को जोड़ने के लिए किया जाता है, ताकि स्थिरीकरण टोक़ को बढ़ाया जा सके। इस तरह के टेटर्स के साथ एक समस्या यह है कि रेत के दाने के रूप में छोटे उल्कापिंड उन्हें विभाजित कर सकते हैं। चुंबकीय टॉर्कर्स कॉइल या (बहुत छोटे उपग्रहों पर) स्थायी चुंबक स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र के खिलाफ एक क्षण का प्रयोग करते हैं। यह विधि केवल वहाँ काम करती है जहाँ एक चुंबकीय क्षेत्र होता है जिसके खिलाफ प्रतिक्रिया करनी होती है। एक उत्कृष्ट क्षेत्र "कुंडल" वास्तव में ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र में एक प्रवाहकीय तार के रूप में होता है। इस तरह का एक प्रवाहकीय टिथर कक्षीय क्षय की कीमत पर विद्युत शक्ति भी उत्पन्न कर सकता है। इसके विपरीत, सौर सेल ऊर्जा का उपयोग करके एक प्रति-धारा को प्रेरित करके, कक्षा को ऊपर उठाया जा सकता है। एक आदर्श रेडियल क्षेत्र से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में भारी परिवर्तनशीलता के कारण, इस क्षेत्र में टॉर्क युग्मन के आधार पर नियंत्रण नियम अत्यधिक गैर-रैखिक होंगे। इसके अलावा, किसी भी समय केवल दो-अक्ष नियंत्रण उपलब्ध होता है जिसका अर्थ है कि सभी दरों को रद्द करने के लिए वाहन को फिर से व्यवस्थित करना आवश्यक हो सकता है। निष्क्रिय दृष्टिकोण नियंत्रण उपग्रहों के लिए तीन मुख्य प्रकार के निष्क्रिय दृष्टिकोण नियंत्रण मौजूद हैं। पहला गुरुत्वाकर्षण प्रवणता का उपयोग करता है, और यह पृथ्वी की ओर इशारा करते हुए लंबी धुरी (जड़ता के सबसे छोटे क्षण के साथ अक्ष) के साथ चार स्थिर अवस्थाओं की ओर ले जाता है। चूँकि इस प्रणाली में चार स्थिर अवस्थाएँ हैं, यदि उपग्रह का पसंदीदा अभिविन्यास है, उदाहरण के लिए। ग्रह की ओर इशारा करने वाला एक कैमरा, उपग्रह को पलटने का कोई तरीका और इसके टीथर एंड-फॉर-एंड की आवश्यकता होती है। दूसरी निष्क्रिय प्रणाली एक चुंबक की बदौलत पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ उपग्रह को उन्मुख करती है। इन विशुद्ध रूप से निष्क्रिय दृष्टिकोण नियंत्रण प्रणालियों में सीमित इंगित सटीकता होती है, क्योंकि अंतरिक्ष यान ऊर्जा मिनीमा के आसपास दोलन करेगा। इस कमी को डैम्पर जोड़कर दूर किया जाता है, जो हिस्टेरेटिक सामग्री या चिपचिपा डैम्पर हो सकता है। चिपचिपा डैम्पर अंतरिक्ष यान में लगे तरल पदार्थ का एक छोटा डिब्बा या टैंक है, संभवतः आंतरिक घर्षण को बढ़ाने के लिए आंतरिक बाधाओं के साथ। डैम्पर के भीतर घर्षण धीरे-धीरे दोलन ऊर्जा को चिपचिपा डैम्पर के भीतर विघटित गर्मी में बदल देगा। निष्क्रिय दृष्टिकोण नियंत्रण का तीसरा रूप वायुगतिकीय स्थिरीकरण है। यह एक ड्रैग ग्रेडिएंट का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, जैसा कि गेट अवे स्पेशल पैसिव एटीट्यूड कंट्रोल सैटेलाइट (जीएएसपीएसीएस) प्रौद्योगिकी प्रदर्शन में दिखाया गया है। पृथ्वी की निचली कक्षा में, खिंचाव के कारण होने वाला बल गुरुत्वाकर्षण प्रवणता के कारण दिए जाने वाले बल की तुलना में अधिक प्रबल होता है जब कोई उपग्रह वायुगतिकीय निष्क्रिय दृष्टिकोण नियंत्रण का उपयोग कर रहा होता है, तो पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल से वायु अणु उपग्रह पर इस तरह से हमला करते हैं कि दबाव का केंद्र द्रव्यमान के केंद्र के पीछे रहता है, जैसे कि तीर पर पंख तीर को स्थिर करते हैं। जी. ए. एस. पी. ए. सी. एस. ने 1 मीटर ऊँचा हवा देने योग्य 'एरोबूम' का उपयोग किया, जो उपग्रह के पीछे फैला हुआ था, जिससे उपग्रह के वेग सदिश के साथ एक स्थिर टॉर्क का निर्माण हुआ। अनुदैर्ध्य स्थैतिक स्थिरता दिशात्मक स्थिरता प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली संदर्भ एयरोस्पेस इंजीनियरिंग ऑर्बिट्स स्पेसफ्लाइट अवधारणाएं गतिशीलता (यांत्रिकी) भी देखें।