Spacecraft attitude control
خلائی جہاز کے رویے پر قابو ایک خلائی جہاز (گاڑی یا سیٹلائٹ) کی واقفیت کو کنٹرول کرنے کا عمل ہے جس میں کسی انٹریئل فریم آف ریفرنس یا کسی دوسرے وجود جیسے آسمانی دائرے، کچھ شعبوں اور قریبی اشیاء وغیرہ کے حوالے سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ گاڑی کے رویے کو کنٹرول کرنے کے لیے گاڑی کی واقفیت کی پیمائش کے لیے سینسرز، گاڑی کو مطلوبہ رویہ کی طرف موڑنے کے لیے درکار ٹارک کا اطلاق کرنے کے لیے ایکچوایٹرز، اور (1) موجودہ رویہ کی سینسر پیمائش اور (2) مطلوبہ رویہ کی وضاحت کی بنیاد پر ایکچوایٹرز کو کمانڈ کرنے کے لیے الگورتھم کی ضرورت ہوتی ہے۔ وہ مربوط میدان جو سینسرز، ایکچوایٹرز اور الگورتھم کے امتزاج کا مطالعہ کرتا ہے اسے گائیڈنس، نیویگیشن اینڈ کنٹرول (جی این سی) کہا جاتا ہے۔ خلاصہ ایک خلائی جہاز کے رویے کو عام طور پر مختلف وجوہات کی بناء پر مستحکم اور کنٹرول کیا جانا چاہیے۔ اس کی اکثر ضرورت ہوتی ہے تاکہ خلائی جہاز کے ہائی گین اینٹینا کو مواصلات کے لیے درست طریقے سے زمین کی طرف اشارہ کیا جا سکے، تاکہ جہاز کے تجربات ڈیٹا کے درست مجموعہ اور اس کے بعد کی تشریح کے لیے درست اشارہ کر سکیں، تاکہ سورج کی روشنی اور سائے کے حرارتی اور ٹھنڈک کے اثرات کو تھرمل کنٹرول کے لیے ذہانت سے استعمال کیا جا سکے، اور رہنمائی کے لیے بھی: مختصر پروپلسو چالوں کو صحیح سمت میں انجام دیا جانا چاہیے۔ استحکام کی اقسام خلائی جہاز کا اٹییوڈ کنٹرول دو اہم طریقوں میں سے ایک کا استعمال کرتے ہوئے برقرار رکھا جاتا ہے: گردش کرنے والے خلائی جہاز کے بڑے پیمانے کے گائروسکوپک عمل کو استحکام کے طریقہ کار کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، خلائی جہاز کے گھومنے کو ترتیب دے کر اسپن استحکام حاصل کیا جاتا ہے۔ پروپلشن سسٹم تھرسٹرز کو صرف کبھی کبھار فائر کیا جاتا ہے تاکہ اسپن کی شرح میں، یا اسپن مستحکم رویے میں مطلوبہ تبدیلیاں کی جا سکیں۔ اگر چاہیں تو تھرسٹر کے استعمال کے ذریعے یا یو-یو ڈی-اسپن کے ذریعے کتائی کو روکا جا سکتا ہے۔ بیرونی نظام شمسی میں پاینیر 10 اور پاینیر 11 تحقیقات اسپن مستحکم خلائی جہاز کی مثالیں ہیں۔ خلائی جہاز کے رویے پر قابو پانے کا ایک متبادل طریقہ ہے جس میں خلائی جہاز کو بغیر کسی گردش کے مطلوبہ سمت میں رکھا جاتا ہے۔ ایک طریقہ یہ ہے کہ اجازت شدہ رویہ کی غلطی کے ڈیڈ بینڈ کے اندر خلائی جہاز کو مسلسل آگے پیچھے کرنے کے لیے چھوٹے تھرسٹرز کا استعمال کیا جائے۔ تھرسٹرز کو ماس ایکسپلشن کنٹرول (ایم ای سی) سسٹم، یا ری ایکشن کنٹرول سسٹم (آر سی ایس) بھی کہا جا سکتا ہے۔ خلائی تحقیقات وائجر 1 اور وائجر 2 اس طریقہ کو استعمال کرتے ہیں، اور جولائی 2015 تک اپنے 100 کلوگرام پروپیلنٹ میں سے تقریبا تین چوتھائی استعمال کر چکے ہیں۔ تین محور استحکام حاصل کرنے کا ایک اور طریقہ برقی طاقت سے چلنے والے رد عمل کے پہیوں کا استعمال کرنا ہے، جسے مومنٹم پہیے بھی کہا جاتا ہے، جو خلائی جہاز پر سوار تین آرتھوگنل محوروں پر نصب ہوتے ہیں۔ وہ خلائی جہاز اور پہیوں کے درمیان آگے پیچھے کونیی رفتار کا تبادلہ کرنے کا ایک ذریعہ فراہم کرتے ہیں۔ گاڑی کو ایک دیئے گئے محور پر گھمانے کے لیے، اس محور پر ری ایکشن وہیل کو مخالف سمت میں تیز کیا جاتا ہے۔ گاڑی کو پیچھے گھمانے کے لیے پہیے کو سست کیا جاتا ہے۔ اضافی رفتار جو نظام میں بیرونی ٹارک کی وجہ سے بنتی ہے، مثال کے طور پر، شمسی فوٹون دباؤ یا کشش ثقل کے میلان، خلائی جہاز پر کنٹرولڈ ٹارک لگا کر کبھی کبھار نظام سے ہٹا دیا جانا چاہیے تاکہ پہیوں کو کمپیوٹر کنٹرول کے تحت مطلوبہ رفتار پر واپس آنے دیا جا سکے۔ یہ چالوں کے دوران کیا جاتا ہے جسے مومنٹم ڈیسیچوریشن یا مومنٹم ان لوڈ چال کہتے ہیں۔ زیادہ تر خلائی جہاز ڈیسیچوریشن چالوں کے لیے ٹارک لگانے کے لیے تھرسٹرز کے نظام کا استعمال کرتے ہیں۔ ہبل خلائی دوربین کے ذریعہ ایک مختلف نقطہ نظر استعمال کیا گیا تھا، جس میں حساس آپٹکس تھے جو تھرسٹر کے اخراج سے آلودہ ہو سکتے تھے، اور اس کے بجائے ڈیسیچوریشن چالوں کے لیے مقناطیسی ٹارکرز کا استعمال کیا گیا تھا۔ اسپن اسٹیبلائزیشن اور تھری ایکسس اسٹیبلائزیشن دونوں کے فوائد اور نقصانات ہیں۔ اسپن اسٹیبلائزڈ کرافٹ ایک مسلسل صاف حرکت فراہم کرتا ہے جو فیلڈز اور ذرات کے آلات کے ساتھ ساتھ کچھ آپٹیکل اسکیننگ آلات کے لیے بھی مطلوب ہے، لیکن انہیں ڈی اسپن اینٹینا یا آپٹیکل آلات کے لیے پیچیدہ نظام کی ضرورت پڑ سکتی ہے جن کو سائنس کے مشاہدات یا زمین کے ساتھ مواصلات کے لیے اہداف کی طرف اشارہ کرنا ضروری ہے۔ تھری ایکسس کنٹرولڈ کرافٹ آپٹیکل آلات اور اینٹینا کو ڈی اسپن کیے بغیر ان کی طرف اشارہ کر سکتا ہے، لیکن انہیں اپنے فیلڈز اور ذرہ آلات کو بہترین طریقے سے استعمال کرنے کے لیے خصوصی گھومنے والی مشقیں کرنی پڑ سکتی ہیں۔ اگر تھرسٹرز کو معمول کے استحکام کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو امیجنگ جیسے نظری مشاہدات کو یہ جانتے ہوئے ڈیزائن کیا جانا چاہیے کہ خلائی جہاز ہمیشہ آہستہ آہستہ آگے پیچھے چل رہا ہے، اور ہمیشہ بالکل پیش گوئی کے مطابق نہیں۔ رد عمل کے پہیے مشاہدے کرنے کے لیے ایک بہت زیادہ مستحکم خلائی جہاز فراہم کرتے ہیں، لیکن وہ خلائی جہاز میں بڑے پیمانے پر اضافہ کرتے ہیں، ان کی مکینیکل زندگی محدود ہوتی ہے، اور انہیں بار بار مومنٹم ڈیسیچوریشن چالوں کی ضرورت ہوتی ہے، جو تھرسٹرز کے استعمال سے ہونے والی تیز رفتاری کی وجہ سے نیویگیشن کے حل کو پریشان کر سکتے ہیں۔ آرٹیکیولیشن بہت سے خلائی جہاز میں ایسے اجزاء ہوتے ہیں جن کے لیے آرٹیکیولیشن کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، وائجر اور گیلیلیو کو اسکین پلیٹ فارم کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا تھا تاکہ آپٹیکل آلات کو اپنے اہداف کی طرف بڑی حد تک خلائی جہاز کی سمت سے آزادانہ طور پر اشارہ کیا جا سکے۔ بہت سے خلائی جہاز، جیسے مریخ کے مدار میں، شمسی پینل ہوتے ہیں جنہیں سورج کا سراغ لگانا ہوتا ہے تاکہ وہ خلائی جہاز کو برقی طاقت فراہم کر سکیں۔ کیسینی کے مرکزی انجن کے نوزلز چلانے کے قابل تھے۔ یہ جاننا کہ سولر پینل، یا اسکین پلیٹ فارم، یا نوزل-یعنی اسے کس طرح واضح کرنا ہے-خلائی جہاز کے رویے کے بارے میں علم کی ضرورت ہوتی ہے۔ چونکہ ایک واحد ذیلی نظام خلائی جہاز کے رویے، سورج کے مقام اور زمین کے مقام پر نظر رکھتا ہے، اس لیے یہ ضمیمہ کی طرف اشارہ کرنے کے لیے مناسب سمت کا حساب لگا سکتا ہے۔ یہ منطقی طور پر ایک ہی ذیلی نظام-رویہ اور آرٹیکیولیشن کنٹرول سب سسٹم (اے اے سی ایس) پر آتا ہے، پھر، رویہ اور اظہار دونوں کو منظم کرنے کے لیے۔ اے اے سی ایس نام کو خلائی جہاز پر بھی لے جایا جا سکتا ہے یہاں تک کہ اگر اس میں بیان کرنے کے لیے کوئی ضمیمہ نہ ہو۔ جیومیٹری کا رویہ اس وضاحت کا حصہ ہے کہ کسی شے کو اس جگہ پر کیسے رکھا جاتا ہے جس پر وہ قابض ہے۔ رویہ اور پوزیشن مکمل طور پر بیان کرتے ہیں کہ کسی شے کو خلا میں کیسے رکھا جاتا ہے۔ (کچھ ایپلی کیشنز جیسے روبوٹکس اور کمپیوٹر وژن کے لیے، پوزیشن اور رویہ کو ایک ساتھ ایک ہی تفصیل میں جوڑنا رواج ہے جسے پوز کہا جاتا ہے۔) رویہ کو مختلف طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا جا سکتا ہے ؛ تاہم، سب سے زیادہ عام گردش میٹرکس، کواٹرنیئنز، اور اویلر اینگلز ہیں۔ اگرچہ اویلر کے زاویے اکثر تصور کرنے کے لیے سب سے سیدھی نمائندگی ہوتے ہیں، لیکن وہ جمبل لاک کے نام سے جانے والے رجحان کی وجہ سے انتہائی قابل عمل نظاموں کے لیے مسائل پیدا کر سکتے ہیں۔ دوسری طرف ایک گردش میٹرکس تین کے بجائے نو اقدار کی ضرورت کی قیمت پر رویے کی مکمل وضاحت فراہم کرتا ہے۔ گردش میٹرکس کا استعمال کمپیوٹیشنل اخراجات میں اضافے کا باعث بن سکتا ہے اور ان کے ساتھ کام کرنا زیادہ مشکل ہو سکتا ہے۔ کواٹرنیئنز ایک معقول سمجھوتہ پیش کرتے ہیں کہ وہ جمبل لاک کا شکار نہیں ہوتے ہیں اور رویے کو مکمل طور پر بیان کرنے کے لیے صرف چار اقدار کی ضرورت ہوتی ہے۔ رویہ کا تعین رویہ پر قابو پانے سے پہلے، موجودہ رویہ کا تعین کرنا ضروری ہے۔ رویہ کو براہ راست کسی ایک پیمائش سے نہیں ماپا جا سکتا، اور اس لیے پیمائش کے ایک سیٹ (اکثر مختلف سینسرز کا استعمال کرتے ہوئے) سے حساب لگانا (یا تخمینہ لگانا) ضروری ہے۔ یہ یا تو جامد طور پر کیا جا سکتا ہے (صرف فی الحال دستیاب پیمائشوں کا استعمال کرتے ہوئے رویے کا حساب لگانا)، یا شماریاتی فلٹر (سب سے زیادہ عام طور پر، کالمان فلٹر) کے استعمال کے ذریعے جو موجودہ رویے کا زیادہ سے زیادہ تخمینہ حاصل کرنے کے لیے موجودہ سینسر پیمائشوں کے ساتھ پچھلے رویے کے تخمینوں کو شماریاتی طور پر جوڑتا ہے۔ پوزیشن/لوکیشن کچھ سینسرز اور ایپلی کیشنز کے لیے (جیسے کہ میگنیٹومیٹر استعمال کرنے والے خلائی جہاز) عین مطابق لوکیشن بھی معلوم ہونا چاہیے۔ اگرچہ پوز تخمینہ لگایا جا سکتا ہے، خلائی جہاز کے لیے یہ عام طور پر رویے کے تخمینے سے الگ پوزیشن (آربٹ ڈیٹرمینشن کے ذریعے) کا اندازہ لگانے کے لیے کافی ہوتا ہے۔ زمین کے قریب چلنے والی زمینی گاڑیوں اور خلائی جہاز کے لیے، سیٹلائٹ نیویگیشن سسٹم کی آمد درست پوزیشن کا علم آسانی سے حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ مسئلہ گہری خلائی گاڑیوں، یا گلوبل نیویگیشن سیٹلائٹ سسٹم (GNSS) میں کام کرنے والی زمینی گاڑیوں کے لیے زیادہ پیچیدہ ہو جاتا ہے (نیویگیشن دیکھیں)۔ جامد رویہ تخمینہ کے طریقے جامد رویہ تخمینہ کے طریقے واہبہ کے مسئلے کا حل ہیں۔ بہت سے حل تجویز کیے گئے ہیں، خاص طور پر ڈیوینپورٹ کا ق-طریقہ، قیوسٹ، ٹرائیڈ، اور واحد قدر سڑنا۔ کریسیڈس، جان ایل، اور جان ایل جنکنز۔ چیپ مین اور ہال/سی آر سی، 2004۔ ترتیب وار تخمینہ کے طریقے کالمان فلٹرنگ کو ترتیب وار اندازے کے ساتھ ساتھ کونیی شرح کا اندازہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ رویہ حرکیات (سخت جسمانی حرکیات اور رویہ حرکیات کا مجموعہ) غیر لکیری ہیں، اس لیے لکیری کالمان فلٹر کافی نہیں ہے۔ چونکہ رویہ کی حرکیات بہت غیر لکیری نہیں ہوتی ہیں، تو توسیعی کالمان فلٹر عام طور پر کافی ہوتا ہے (تاہم کریسیڈس اور مارکلی نے مظاہرہ کیا کہ غیر خوشبودار کالمان فلٹر استعمال کیا جا سکتا ہے، اور ان صورتوں میں فوائد فراہم کر سکتا ہے جہاں ابتدائی تخمینہ ناقص ہے)۔ متعدد طریقے تجویز کیے گئے ہیں، تاہم ملٹی پلیکیٹو ایکسٹینڈڈ کالمین فلٹر (ایم ای کے ایف) اب تک کا سب سے عام طریقہ ہے۔ یہ نقطہ نظر ایرر کواٹرنیئن کی ضرب کی تشکیل کو استعمال کرتا ہے، جو کواٹرنیئن پر اتحاد کی رکاوٹ کو بہتر طریقے سے سنبھالنے کی اجازت دیتا ہے۔ متحرک ماڈل متبادل کے نام سے جانی جانے والی تکنیک کا استعمال کرنا بھی عام ہے، جہاں کونیی شرح کا براہ راست اندازہ نہیں لگایا جاتا ہے، بلکہ گائرو سے ماپا ہوا کونیی شرح براہ راست وقت میں گردش کی حرکیات کو آگے بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے درست ہے کیونکہ گائروس عام طور پر سسٹم پر کام کرنے والے خلل ڈالنے والے ٹارک کے بارے میں کسی کے علم سے کہیں زیادہ درست ہوتے ہیں (جو کونیی شرح کے درست تخمینے کے لیے ضروری ہے)۔ رویہ کنٹرول الگورتھم کنٹرول الگورتھم کمپیوٹر پروگرام ہوتے ہیں جو گاڑی کے سینسرز سے ڈیٹا وصول کرتے ہیں اور گاڑی کو مطلوبہ رویہ پر گھمانے کے لیے ایکچوایٹرز کو مناسب کمانڈ حاصل کرتے ہیں۔ الگورتھم بہت آسان ہوتے ہیں، مثال کے طور پر۔ متناسب کنٹرول، پیچیدہ غیر لکیری تخمینہ کاروں یا بہت سی اقسام کے درمیان، مشن کی ضروریات پر منحصر ہے۔ عام طور پر، رویہ کنٹرول الگورتھم کمپیوٹر ہارڈ ویئر پر چلنے والے سافٹ ویئر کا حصہ ہوتے ہیں، جو زمین سے کمانڈ وصول کرتے ہیں اور گراؤنڈ اسٹیشن پر ترسیل کے لیے گاڑی کے ڈیٹا ٹیلی میٹری کو فارمیٹ کرتے ہیں۔ رویہ کنٹرول الگورتھم ایک خاص رویہ چال کی ضرورت کی بنیاد پر لکھے اور نافذ کیے جاتے ہیں۔ کشش ثقل-میلان استحکام جیسے غیر فعال رویہ کنٹرول کے نفاذ کے علاوہ، زیادہ تر خلائی جہاز فعال کنٹرول کا استعمال کرتے ہیں جو ایک عام رویہ کنٹرول لوپ کو ظاہر کرتا ہے۔ کنٹرول الگورتھم کا ڈیزائن ایکچوایٹر پر منحصر ہوتا ہے جسے مخصوص رویہ چالوں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے حالانکہ ایک سادہ متناسب-مربوط-مشتق کنٹرولر (پی آئی ڈی کنٹرولر) کا استعمال زیادہ تر کنٹرول کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ ایکچوایٹرز کے لیے مناسب کمانڈز غلطی کے اشاروں کی بنیاد پر حاصل کیے جاتے ہیں جنہیں پیمائش شدہ اور مطلوبہ رویے کے درمیان فرق کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ ایرر سگنلز کو عام طور پر یولر اینگلز (φ، θ، χ) کے طور پر ماپا جاتا ہے، تاہم اس کے متبادل کو ڈائرکشن کوسائن میٹرکس یا ایرر کواٹرنیئنز کے لحاظ سے بیان کیا جا سکتا ہے۔ پی آئی ڈی کنٹرولر جو سب سے زیادہ عام ہے رویہ کی بنیاد پر ایرر سگنل (انحراف) پر رد عمل ظاہر کرتا ہے جیسا کہ کنٹرول ٹارک کہاں ہے، رویہ انحراف سگنل ہے، اور پی آئی ڈی کنٹرولر پیرامیٹرز ہیں۔ اس کا ایک آسان نفاذ حرکت پذیری یا رد عمل کے پہیوں کو ایکچوایٹرز کے طور پر استعمال کرتے ہوئے نادر کی طرف اشارہ کرنے کے لیے متناسب کنٹرول کا اطلاق ہو سکتا ہے۔ پہیوں کی رفتار میں تبدیلی کی بنیاد پر، کنٹرول قانون کو 3 محور x، y، z میں بیان کیا جا سکتا ہے کیونکہ یہ کنٹرول الگورتھم رفتار ڈمپنگ کو بھی متاثر کرتا ہے۔ ایک اور اہم اور عام کنٹرول الگورتھم میں ڈیٹمبلنگ کا تصور شامل ہے، جو خلائی جہاز کی کونیی رفتار کو کم کر رہا ہے۔ خلائی جہاز کو ہٹانے کی ضرورت لانچ گاڑی سے نکلنے کے بعد بے قابو حالت سے پیدا ہوتی ہے۔ کم ارتھ آربیٹ (ایل ای او) میں زیادہ تر خلائی جہاز مقناطیسی ڈیٹمبلنگ تصور کا استعمال کرتے ہیں جو زمین کے مقناطیسی میدان کے اثر کو استعمال کرتا ہے۔ کنٹرول الگورتھم کو بی ڈاٹ کنٹرولر کہا جاتا ہے اور یہ کنٹرول ایکچوایٹرز کے طور پر مقناطیسی کنڈلی یا ٹارک سلاخوں پر انحصار کرتا ہے۔ کنٹرول قانون باڈی فکسڈ میگنیٹومیٹر سگنلز کی تبدیلی کی شرح کی پیمائش پر مبنی ہے۔ مقناطیسی ٹارکر کا کمانڈڈ مقناطیسی دو قطبی لمحہ کہاں ہے اور متناسب فائدہ ہے اور زمین کے مقناطیسی میدان کی تبدیلی کی شرح ہے۔ سینسر رشتہ دار رویہ سینسر بہت سے سینسر آؤٹ پٹ پیدا کرتے ہیں جو رویہ میں تبدیلی کی شرح کی عکاسی کرتے ہیں۔ ان کے لیے ایک معروف ابتدائی رویہ، یا بیرونی معلومات کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ انہیں رویے کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکے۔ سینسر کے اس طبقے میں سے بہت سے کچھ شور ہوتے ہیں، جو مطلق رویہ سینسر کے ذریعے درست نہ کیے جانے پر غلطیوں کا باعث بنتے ہیں۔ گائروسکوپ وہ آلات ہیں جو بیرونی اشیاء کے مشاہدے پر انحصار کیے بغیر تین جہتی خلا میں گردش کا احساس کرتے ہیں۔ کلاسیکی طور پر، ایک گائروسکوپ ایک گھومنے والی کمیت پر مشتمل ہوتا ہے، لیکن "رنگ لیزر گائروس" بھی ہوتے ہیں جو ایک بند راستے کے ارد گرد جھلکنے والی مربوط روشنی کا استعمال کرتے ہیں۔ "گائرو" کی ایک اور قسم نصف کروی ریزونیٹر گائرو ہے جہاں شراب کے شیشے کی شکل کے کرسٹل کپ کو اسی طرح ارتعاش میں چلایا جا سکتا ہے جس طرح شراب کا گلاس "گاتا ہے" جیسے انگلی کو اس کے کنارے کے گرد رگڑا جاتا ہے۔ ارتعاش کی سمت جمود والی جگہ میں طے ہوتی ہے، اس لیے خلائی جہاز سے متعلق ارتعاش کی سمت کی پیمائش کو جمود والی جگہ کے حوالے سے خلائی جہاز کی حرکت کو محسوس کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ موشن ریفرنس یونٹس موشن ریفرنس یونٹس ایک قسم کی جمود پیمائش یونٹ ہیں جن میں سنگل یا ملٹی محور موشن سینسر ہوتے ہیں۔ وہ ایم ای ایم ایس گائروسکوپ کا استعمال کرتے ہیں۔ کچھ کثیر محور والے ایم آر یو رول، پچ، یا اور ہیو کی پیمائش کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ ان کے پاس ایروناٹیکل فیلڈ سے باہر ایپلی کیشنز ہیں، جیسے: اینٹینا موشن معاوضہ اور استحکام متحرک پوزیشننگ آف شور کرینوں کا معاوضہ ہائی سپیڈ کرافٹ موشن کنٹرول اور ڈیمپنگ سسٹم ہائیڈرو ایکوسٹک پوزیشننگ موشن معاوضہ سنگل اور ملٹی بیم ایکوساؤنڈرز اوشین ویو پیمائش آف شور ڈھانچے کی حرکت کی نگرانی خود مختار زیر آب گاڑیوں اور دور سے چلنے والی زیر آب گاڑیوں پر واقفیت اور رویہ کی پیمائش جہاز کی حرکت کی نگرانی مطلق رویہ سینسر سینسرز کی یہ کلاس خلائی جہاز سے باہر کے شعبوں، اشیاء یا دیگر مظاہر کی پوزیشن یا واقفیت کو محسوس کرتی ہے۔ افق سینسر ایک نظری آلہ ہے جو زمین کے ماحول کے 'اعضاء' یعنی افق پر روشنی کا پتہ لگاتا ہے۔ تھرمل انفراریڈ سینسنگ اکثر استعمال کی جاتی ہے، جو زیادہ ٹھنڈے کائناتی پس منظر کے مقابلے میں ماحول کی تقابلی گرمی کو محسوس کرتی ہے۔ یہ سینسر زمین کے حوالے سے دو آرتھوگنل محوروں کے بارے میں واقفیت فراہم کرتا ہے۔ یہ تارکیی مشاہدے پر مبنی سینسرز سے کم درست ہوتا ہے۔ بعض اوقات ارتھ سینسر کہا جاتا ہے۔ آربیٹل گائروکمپاس اسی طرح جس طرح ایک ٹیرسٹریل گائروکمپاس مقامی کشش ثقل کو محسوس کرنے کے لیے ایک لاکٹ کا استعمال کرتا ہے اور اپنے گائرو کو زمین کے اسپن ویکٹر کے ساتھ صف بندی میں مجبور کرتا ہے، اور اس لیے شمال کی طرف اشارہ کرتا ہے، ایک آربیٹل گائروکمپاسس زمین کے مرکز کی سمت کو محسوس کرنے کے لیے ایک افق سینسر کا استعمال کرتا ہے، اور ایک گائرو مدار کے جہاز کے لیے نارمل محور کے بارے میں گردش کا احساس کرنے کے لیے۔ اس طرح، افق سینسر پچ اور رول کی پیمائش فراہم کرتا ہے، اور گائرو یا فراہم کرتا ہے۔ ٹیٹ-برائن اینگلز دیکھیں۔ سن سینسر ایک ایسا آلہ ہے جو سورج کی سمت کا احساس کرتا ہے۔ یہ مشن کی ضروریات کے لحاظ سے کچھ شمسی خلیوں اور شیڈز کی طرح آسان ہو سکتا ہے، یا اسٹیر ایبل دوربین کی طرح پیچیدہ ہو سکتا ہے۔ ارتھ سینسر ایک ایسا آلہ ہے جو زمین کی سمت کا احساس کرتا ہے۔ یہ عام طور پر ایک اورکت کیمرہ ہوتا ہے ؛ آج کل رویہ کا پتہ لگانے کا بنیادی طریقہ اسٹار ٹریکر ہے، لیکن ارتھ سینسر اب بھی اپنی کم لاگت اور وشوسنییتا کی وجہ سے سیٹلائٹ میں مربوط ہیں۔ اسٹار ٹریکر ایک نظری آلہ ہے جو فوٹو سیل یا کیمرے کا استعمال کرتے ہوئے ستاروں کی پوزیشن کی پیمائش کرتا ہے۔ یہ چمک کی شدت اور سپیکٹرم کی قسم کا استعمال کرتا ہے تاکہ شناخت کی جا سکے اور پھر اپنے ارد گرد ستاروں کی متعلقہ پوزیشن کا حساب لگایا جا سکے۔ میگنیٹومیٹر ایک ایسا آلہ ہے جو مقناطیسی میدان کی طاقت کو محسوس کرتا ہے اور، جب تین محور مثلث، مقناطیسی میدان کی سمت میں استعمال ہوتا ہے۔ خلائی جہاز کی نیوی گیشنل امداد کے طور پر، احساس شدہ میدان کی طاقت اور سمت کا موازنہ زمین کے مقناطیسی میدان کے نقشے سے کیا جاتا ہے جو جہاز پر یا زمین پر مبنی رہنمائی کمپیوٹر کی میموری میں محفوظ ہوتا ہے۔ اگر خلائی جہاز کی پوزیشن معلوم ہو تو رویہ کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ ایکچوایٹرز کا رویہ کنٹرول کئی میکانزم کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے، بشمول: تھرسٹرز ورنیر تھرسٹرز سب سے عام ایکچوایٹرز ہیں، کیونکہ انہیں اسٹیشن کیپنگ کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تھرسٹرز کو تینوں محوروں کے بارے میں استحکام فراہم کرنے کے لیے ایک نظام کے طور پر منظم کیا جانا چاہیے، اور عام طور پر ہر محور میں کم از کم دو تھرسٹرز کا استعمال کیا جاتا ہے تاکہ جوڑے کے طور پر ٹارک فراہم کیا جا سکے تاکہ گاڑی کو ترجمہ فراہم کرنے سے روکا جا سکے۔ ان کی حدود ایندھن کا استعمال، انجن کا پہننا، اور کنٹرول والو کے چکر ہیں۔ رویہ کنٹرول سسٹم کی ایندھن کی کارکردگی کا تعین اس کے مخصوص امپلس (اخراج کی رفتار کے متناسب) اور اس سے فراہم ہونے والے سب سے چھوٹے ٹارک امپلس سے ہوتا ہے (جو اس بات کا تعین کرتا ہے کہ تھرسٹرز کو درست کنٹرول فراہم کرنے کے لیے کتنی بار فائر کرنا پڑتا ہے)۔ گردش شروع کرنے کے لیے تھرسٹرز کو ایک سمت میں فائر کیا جانا چاہیے، اور اگر کوئی نیا رخ رکھنا ہے تو دوبارہ مخالف سمت میں فائر کیا جانا چاہیے۔ عملے کی زیادہ تر خلائی گاڑیوں پر تھرسٹر سسٹم استعمال کیے گئے ہیں، جن میں ووسٹوک، مرکری، جیمنی، اپولو، سویوز اور اسپیس شٹل شامل ہیں۔ مشن کی مدت پر ایندھن کی حد کو کم کرنے کے لیے، گاڑیوں کی گردش کو نچلی سطح تک کم کرنے کے لیے معاون رویہ کنٹرول سسٹم استعمال کیے جا سکتے ہیں، جیسے چھوٹے آئن تھرسٹر جو شمسی خلیوں سے حاصل ہونے والی طاقت کا استعمال کرتے ہوئے آئنائزڈ گیسوں کو برقی طور پر انتہائی رفتار تک تیز کرتے ہیں۔ رد عمل/مومنٹم پہیے برقی موٹر سے چلنے والے روٹر ہوتے ہیں جو گاڑی کو دوبارہ ترتیب دینے کے لیے درکار سمت کے برعکس گھومنے کے لیے بنائے جاتے ہیں۔ چونکہ مومنٹم پہیے خلائی جہاز کے بڑے پیمانے کا ایک چھوٹا سا حصہ بناتے ہیں اور کمپیوٹر کے زیر کنٹرول ہوتے ہیں، اس لیے وہ عین مطابق کنٹرول دیتے ہیں۔ مومنٹم پہیے عام طور پر مقناطیسی بیرنگ پر لٹکائے جاتے ہیں تاکہ رگڑ اور خرابی کے مسائل سے بچا جا سکے۔ خلائی جہاز کے رد عمل کے پہیے اکثر مکینیکل بال بیرنگ کا استعمال کرتے ہیں۔ تین جہتی جگہ میں واقفیت کو برقرار رکھنے کے لیے کم از کم تین رد عمل پہیے استعمال کیے جانے چاہئیں، اضافی یونٹس واحد ناکامی سے تحفظ فراہم کرتے ہیں۔ اویلر کے زاویے دیکھیں۔ کنٹرول مومنٹ گائروس یہ روٹر ہیں جو مستقل رفتار سے گھومتے ہیں، جو رویے پر قابو پانے کے لیے جمبل پر نصب ہوتے ہیں۔ اگرچہ سی ایم جی گائرو اسپن محور کو آرتھوگنل دو محوروں کے بارے میں کنٹرول فراہم کرتا ہے، لیکن ٹرائی ایکسل کنٹرول کے لیے اب بھی دو اکائیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ سی ایم جی لاگت اور بڑے پیمانے کے لحاظ سے قدرے زیادہ مہنگا ہوتا ہے، کیونکہ جمبل اور ان کی ڈرائیو موٹرز فراہم کی جانی چاہئیں۔ سی ایم جی کے ذریعے لگایا جانے والا زیادہ سے زیادہ ٹارک (لیکن زیادہ سے زیادہ کونیی رفتار کی تبدیلی نہیں) مومنٹم وہیل سے زیادہ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے یہ بڑے خلائی جہاز کے لیے بہتر موزوں ہوتا ہے۔ ایک بڑی خرابی اضافی پیچیدگی ہے، جس سے فیل پوائنٹ کی تعداد میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس وجہ سے، بین الاقوامی خلائی اسٹیشن دوہری ناکامی رواداری فراہم کرنے کے لیے چار سی ایم جی کا ایک سیٹ استعمال کرتا ہے۔ چھوٹے شمسی سیل (وہ آلات جو واقع روشنی کی عکاسی کرنے سے پیدا ہونے والی رد عمل قوت کے طور پر زور پیدا کرتے ہیں) چھوٹے رویے پر قابو پانے اور رفتار میں ایڈجسٹمنٹ کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ یہ ایپلیکیشن ایندھن کے اخراجات کے بغیر کنٹرول لمحات پیدا کرکے طویل مدتی مشن پر بڑی مقدار میں ایندھن بچا سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، مرینر 10 نے اپنے شمسی خلیوں اور اینٹینا کو چھوٹے شمسی جہازوں کے طور پر استعمال کرتے ہوئے اپنے رویے کو ایڈجسٹ کیا۔ کشش ثقل-میلان استحکام مدار میں، ایک محور والا خلائی جہاز جس کا محور دوسرے دو محوروں سے بہت لمبا ہو، بے ساختہ سمت اختیار کرے گا تاکہ اس کا لمبا محور سیارے کے مرکز کمیت کی طرف اشارہ کرے۔ اس نظام کو فعال کنٹرول سسٹم یا ایندھن کے اخراجات کی ضرورت نہیں ہے۔ یہ اثر سمندری قوت کی وجہ سے ہوتا ہے۔ گاڑی کا اوپری حصہ نچلے حصے کے مقابلے میں کم کشش ثقل محسوس کرتا ہے۔ یہ ایک بحالی ٹارک فراہم کرتا ہے جب بھی لمبا محور کشش ثقل کی سمت کے ساتھ ہم لکیری نہیں ہوتا ہے۔ جب تک ڈمپنگ کا کوئی ذریعہ فراہم نہیں کیا جاتا، خلائی جہاز مقامی عمودی کے ارد گرد ارتعاش کرے گا۔ بعض اوقات ٹیچرز کا استعمال سیٹلائٹ کے دو حصوں کو جوڑنے کے لیے کیا جاتا ہے، تاکہ مستحکم ٹارک کو بڑھایا جا سکے۔ اس طرح کے ٹیچرز کے ساتھ ایک مسئلہ یہ ہے کہ ریت کے دانے کی طرح چھوٹے میٹورائڈز انہیں تقسیم کر سکتے ہیں۔ مقناطیسی ٹارکر کنڈلی یا (بہت چھوٹے سیٹلائٹس پر) مستقل مقناطیس مقامی مقناطیسی میدان کے خلاف ایک لمحے کا استعمال کرتے ہیں۔ یہ طریقہ صرف وہاں کام کرتا ہے جہاں مقناطیسی میدان ہوتا ہے جس کے خلاف رد عمل ظاہر کرنا ہوتا ہے۔ ایک کلاسک فیلڈ "کنڈیل" دراصل سیاروں کے مقناطیسی میدان میں ایک کنڈکٹو ٹیتھر کی شکل میں ہوتا ہے۔ اس طرح کا کنڈکٹو ٹیتھر مداری انحطاط کی قیمت پر برقی طاقت بھی پیدا کر سکتا ہے۔ اس کے برعکس، شمسی سیل پاور کا استعمال کرتے ہوئے، ایک جوابی کرنٹ کو شامل کرکے، مدار کو بلند کیا جا سکتا ہے۔ ایک مثالی شعاعی میدان سے زمین کے مقناطیسی میدان میں بڑے پیمانے پر تغیر کی وجہ سے، اس میدان میں ٹارک کے جوڑے پر مبنی کنٹرول قوانین انتہائی غیر لکیری ہوں گے۔ مزید برآں، کسی بھی وقت صرف دو محور کنٹرول دستیاب ہوتا ہے جس کا مطلب ہے کہ تمام شرحوں کو کالعدم کرنے کے لیے گاڑی کا دوبارہ رخ کرنا ضروری ہو سکتا ہے۔ غیر فعال رویہ کنٹرول سیٹلائٹس کے لیے تین اہم قسم کے غیر فعال رویہ کنٹرول موجود ہیں۔ پہلا کشش ثقل کے میلان کا استعمال کرتا ہے، اور یہ چار مستحکم حالتوں کی طرف جاتا ہے جس میں لمبا محور (جمود کے سب سے چھوٹے لمحے والا محور) زمین کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ چونکہ اس نظام کی چار مستحکم حالتیں ہیں، اگر سیٹلائٹ کا ترجیحی رخ ہے، جیسے۔ سیارے کی طرف اشارہ کرنے والا کیمرہ، سیٹلائٹ کو پلٹانے کا کوئی طریقہ اور اس کے ٹیتھر اینڈ فار اینڈ کی ضرورت ہے۔ دوسرا غیر فعال نظام ایک مقناطیسی کی بدولت زمین کے مقناطیسی میدان کے ساتھ سیٹلائٹ کو سمت دیتا ہے۔ یہ خالص طور پر غیر فعال رویہ کنٹرول سسٹم پوائنٹس کی درستگی کو محدود رکھتے ہیں، کیونکہ خلائی جہاز توانائی منیما کے ارد گرد ارتعاش کرے گا۔ اس خامی کو ڈیمپر شامل کرکے دور کیا جاتا ہے، جو ہسٹیریٹک مواد یا چپچپا ڈیمپر ہو سکتا ہے۔ چپچپا ڈیمپر خلائی جہاز میں نصب سیال کا ایک چھوٹا ڈبہ یا ٹینک ہوتا ہے، ممکنہ طور پر اندرونی رگڑ کو بڑھانے کے لیے اندرونی رکاوٹوں کے ساتھ۔ ڈیمپر کے اندر رگڑ آہستہ آہستہ ارتعاش توانائی کو چپچپا ڈیمپر کے اندر ختم ہونے والی حرارت میں تبدیل کر دے گی۔ غیر فعال رویہ کنٹرول کی تیسری شکل ایروڈینامک اسٹیبلائزیشن ہے۔ یہ ڈریگ گریڈینٹ کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے، جیسا کہ گیٹ اوے اسپیشل غیر فعال رویہ کنٹرول سیٹلائٹ (جی اے ایس پی اے سی ایس) ٹیکنالوجی کے مظاہرے میں دکھایا گیا ہے۔ زمین کے نچلے مدار میں، کشش ثقل کے میلان کی وجہ سے دی جانے والی قوت، کشش ثقل کے میلان کی وجہ سے دی جانے والی قوت سے زیادہ غالب ہوتی ہے۔ جب کوئی سیٹلائٹ ایروڈینامک غیر فعال رویہ کنٹرول کا استعمال کر رہا ہوتا ہے، تو زمین کے اوپری ماحول سے ہوا کے مالیکیول سیٹلائٹ سے اس طرح ٹکراتے ہیں کہ دباؤ کا مرکز کمیت کے مرکز کے پیچھے رہتا ہے، اسی طرح جیسے تیر پر موجود پنکھ تیر کو مستحکم کرتے ہیں۔ جی اے ایس پی اے سی ایس نے 1 میٹر ہوا دار 'ایرو بوم' کا استعمال کیا، جو سیٹلائٹ کے پیچھے تک پھیلا ہوا تھا، جس سے سیٹلائٹ کے رفتار ویکٹر کے ساتھ ایک مستحکم ٹارک پیدا ہوا۔ لانگٹیوڈینل جامد استحکام ڈائرکشنل اسٹیبلٹی ری ایکشن کنٹرول سسٹم حوالہ جات ایرو اسپیس انجینئرنگ آربٹس اسپیس فلائٹ تصورات ڈائنامکس (میکینکس) بھی دیکھیں۔