[AR] Re: Star Tracker

  • From: "Monroe L. King Jr." <monroe@xxxxxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Thu, 27 Dec 2018 15:51:40 -0700

Damn yep gotta have a baffle. I'm thinking cubesat here so I've got >
100mm to work with more like 70 or something whatever the body with of
the camera is. The lens could be part of the baffle I suppose not much
choice there. So I guess I need to know what FOV I'm going to be trying
to make work first.

Oh yeah, my luck the system locks up and the damn thing stares right at
the sun. Get the system rebooted and find out the camera's shot. So it
has to have a shutter. I want one independent of the main system too. So
if it crashes the shutter still works.

I was working with the guys at "Eye in the Sky" from Australia and I
came up with a neet 80mm telescope that was one side of the sat. It was
a Gregorian with an extending secondary. It took up almost no interior
space in the sat. I'was trying to get it to double as the radio dish at
the same time. Because if you can point a reaction wheel telescope at a
star surely you could point it at the earth.

Pretty tuff to get enough components in a cubesat to do any real
science. But things get smaller every day!

We need some GEO repeaters so we can use light to them and radio to the
ground lol.

Keep talking Henry I'm listening.

Monroe 

-------- Original Message --------
Subject: [AR] Re: Star Tracker
From: Henry Spencer <hspencer@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Thu, December 27, 2018 1:19 pm
To: Arocket <arocket@xxxxxxxxxxxxx>


On Thu, 27 Dec 2018, Monroe L. King Jr. wrote:
I found something I don't like about Star Trackers they need a baffle to
block the sun because the sensor can't handle the sun. That sucks! Too
easy to kill one.

Actually, there's two parts to that.

The baffle is there to let the star tracker still work when pointed *near* 
the Sun.  As soon as the tracker points within about 90deg of the Sun, 
some sunlight will fall inside the tracker's outermost opening.  It'll hit 
the side of the tube rather than going straight down it to the optics, but 
the Sun is so bright that even the scattered light from an illuminated 
patch of tube wall can wash out the image.  The first thing to do, 
obviously, is to paint the wall flat black.  But even the best flat-black 
coating isn't completely non-reflective, especially when light hits it at 
a shallow angle.  So the next step is to make the tube a little bigger and 
have baffles sticking inward from it, so scattered/reflected light hits 
them rather than continuing down the tube toward the sensor (and of course 
you paint them flat black too).  Designing and building a really good 
baffle is complicated, but the more effort (and mass and volume) spent on 
the baffle, the smaller the region of sky around the Sun where the star 
tracker doesn't work.

(Other bright objects, like the Moon or brightly-lit Earth surface, can 
also cause difficulties, and a good baffle helps there too.)

Part two is that obviously, no baffle will keep sunlight out of the sensor 
if the star tracker is looking straight at the Sun.  Clearly the tracker 
doesn't work in that orientation, but there is the question of whether the 
intense light can damage it.  So you may need a shutter to protect it.

The extreme worst case is to have the tracker staring right at the Sun. 
It's hard to avoid needing a shutter for that.  If you're feeling brave, 
you can assume that sun-stare is an unrealistic case, and that the worst 
*plausible* failure is to have the field of view briefly sweep over the 
Sun as an out-of-control spacecraft tumbles -- a brief Sun exposure is 
easier to handle than a steady stare.  If you're feeling foolhardy, you 
can assume that you will always have the spacecraft under control and will 
never point the star tracker at the Sun even briefly; yeah, right.  So 
it's a question of how much you feel like spending on "insurance" against 
various classes of trouble, and how confident you are about guessing their 
probabilities.  (Cases that have been dismissed as obviously implausible 
have a bad habit of really happening...)

FSD (Fast Switchable Diffusor) The polarizer-free FSD switches between 
clear and light-scattering states. The open state exhibits over 83% 
transmittance while the closed state effectively diffuses light. I 
wonder if these Star Trackers could function sufficiently with 17% less 
light?

You'd have to do the numbers.  Clearly it'll hurt performance -- you'd 
need a bigger aperture to gather more light, or longer exposures (which 
might mean a lower maximum angular rate), or both.  It shouldn't make a 
workable star tracker impossible, but it would run up the mass and volume 
and complicate the design, and numbers would be needed to decide whether 
the penalties are unacceptable.

Henry

Other related posts: