Många satelliter är i rymden för att ta bilder. Men en vibrerande satellit, som en kamera i skakiga händer, kan inte få en skarp bild. Peka den mot en exakt plats för att ta ett foto eller utföra en annan uppgift, är en annan viktig funktion som kräver noggrannhet. Vedant, en doktorand i flygteknik vid University of Illinois i Urbana-Champaign arbetade på ett sätt att eliminera vibrationer på en satellit när han upptäckte att hans uppfinning också kunde rotera satelliten.

"Vi utvecklade, med NASA:s Jet Propulsion Lab, ett sätt att eliminera vibrationerna från en satellit genom att vibrera solpanelerna i motsatt riktning – aktiv brusreducering, ", sa Vedant. "Efter att ha utvecklat en matematisk modell och använt slumpmässiga indata, Jag insåg att jag kunde få satelliten att flytta bort från den ursprungliga vilopunkten, vilket var oväntat. Vid ytterligare analys, Jag upptäckte att en ny förmåga fanns i systemet – förutom vibrationsisoleringen, den kan faktiskt rotera satelliten i rymden godtyckligt."

Vedant förklarade att i rymden, du har bara förmågan att kasta massor runt, använder bara satellitens inre krafter för att röra sig. Han liknade de kontrollerade rörelserna av satellitens solpaneler med rörelserna en katt gör när den faller för att landa på sina fötter – vrider kroppen genom att sträcka ut benen, dra sedan in dem ordentligt.

"Solpanelerna är långa och flexibla, " sa Vedant. "Om du svänger ner en, det kommer att rotera din rymdfarkost med en liten vinkel. När du kontrakterar det, det borde inte ändra vinkeln alls, för det är bara en sammandragning. Men, Jag ändrar också längden på solpanelen – det ändrar tröghetsmomentet, vilket flyttar tillbaka det lite annorlunda. Och om du gör detta upprepade gånger, du kan sedan börja lägga till dessa vinklar. Det är det nya med de här multifunktionella strukturerna för attitydkontroll."

Vedant beskrev hur han först upptäckte potentialen att rotera satelliten. För det ursprungliga projektet med JPL, det fanns en uppsökande komponent så Vedant skapade ett spel för STEM-studenter att spela.

"Jag mappade det till tangentbordstangenterna, så att varje tangent fick den att svänga i en riktning, " sa han. "Jag tryckte på slumpmässiga tangenter för att se om systemet fungerar eller inte och det gjorde något väldigt ovanligt. Det slutade skaka, men istället för att gå tillbaka till sin ursprungliga position, den flyttade till en annan plats och stannade. Jag trodde att det var ett matematiskt fel. Så jag grävde mer i det. Och det visade sig vara ett nytt sätt att flytta panelen."

Vedant sa att U av I har erhållit patent på sin uppfinning. Sedan den offentliggjordes i början av februari, det har varit ett stort intresse för det från företag som designar, bygga, och skjuta upp satelliter.

Han skapade en video av prototypen, som gjordes från en 3D-skrivare.

"Mitt nästa försök är att göra något som är mer realistiskt och kan flyga i rymden, ", sa Vedant. "Vi kommer också att titta på sätt att integrera elektroniken i solpanelerna, för att spara på volym och vikt."

Vedant planerar att fortsätta utveckla tekniken och så småningom licensiera ut den till företag. Han tog en magisterexamen i flyg- och rymdteknik 2018. Hans doktorandrådgivare är James Allison vid Institutionen för industri- och företagssystemteknik i Illinois och en ansluten fakultetsmedlem till Institutionen för flygteknik. Vedants medrådgivare är Alexander Ghosh.

Ett papper om detta arbete, "Multifunktionella strukturer för attitydkontroll, " av Vedant och James T. Allison publiceras i Proceedings of the ASME 2019 Conference on Smart Materials, Adaptiva strukturer och intelligenta system.