Analysis of Random Positioning System for Simulation of Microgravity

Tahaye Abadi, M.; Kashani, H.; Ariaeifar, N.

Analysis of Random Positioning System for Simulation of Microgravity

Authors

M. Tahaye Abadi

H. Kashani

N. Ariaeifar

Aerospace Research Institute

Abstract

The paper presents a kinematical model for a random positioning system which simulates microgravity conditions on the ground. The random positioning system contains two frames, with an experiment platform. The frames are rotated around two perpendicular axes by a random angular velocity that it causes continuous changes in the orientation of experimental sample relative to the gravity’s vector. The angular velocity between random values is changed based on specific function in order to limit the generated spurious acceleration below a preselected threshold. The kinematical model yields criteria to evaluate the microgravity conditions on ground base. Such criteria are defined based on the mean values of acceleration and gravity components which are sensed by the rotating experimental sample.

Keywords

Microgravity

random positioning

kinematical analysis

Article Title Persian

تحلیل سیستم موقعیت‌دهی تصادفی اجسام برای شبیه‌سازی شرایط کم‌وزنی

Authors Persian

محمد طاهای ابدی

حامد کاشانی

نادر آریایی‌فر

پژوهشگاه هوافضا

Abstract Persian

این مقاله به بررسی سینماتیکی سیستمی می‌پردازد که برای ایجاد شرایط کم‌وزنی در سطح زمین استفاده می‌شود. این سیستم شامل دو قاب عمود برهم و سطحی برای نصب نمونة آزمایشگاهی است. قاب‌ها حول دو محور عمود برهم و با سرعت زوایه‌ای تصادفی دوران داده می‌شود که منجر به تغییر پیوستة راستای بردار جاذبة زمین از دیدگاه ذرات نمونة آزمایشگاهی می‌شود. سرعت زاویه‌ای بین دو مقدار تصادفی براساس تابع معینی تغییر داده می‌شود تا حد بالای شتاب مجازی ایجاد‌شده از مقدار معینی کمتر باشد. معیارهای ارزیابی شرایط کم‌وزنی با استفاده از مدل سینماتیکی حرکت نمونة آزمایشگاهی ارائه می‌شود. این معیارها براساس مقدار میانگین مؤلفه‌های بردار شتاب و گرانش از دیدگاه نمونة آزمایشگاهی تعریف می‌شود.

Keywords Persian

کم‌وزنی

موقعیت‌دهی تصادفی

تحلیل سینماتیکی

Klaus D. M., "Clinostats and bioreactors," Gravitational and Space Biology Bulletin 14(2) June 2001, pp. 55-64.
Kraft T. F. B., van Loon J. J. W. A., Kiss J. Z., "Plastid position in arabidopsis columella cells is similar in microgravity and on a random-positioning machine," Planta, 211, 2000, pp.415-422.
Hoson T., Kamisaka S. Masuda Y., Yamashita M. and Buchen B., "Evaluation of the three-dimensional clinostat as a simulator of weightlessness," Planta 203, 1997, pp.187-197.
Brown A.H., Dahl A. O., Chapman D. K., "Limitation on the use of the horizontal clinostat as a gravity compensator," Plant Physiology, Vol. 58, 1976. pp. 127-130.