Использование принципа гравитационной стабилизации и ориентации при проектировании малых космических аппаратов
Автор: Есина П.А., Корнев В.М.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2 т.25, 2024 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время большинство малых космических аппаратом (МКА) становятся все более актуальными в современной космической индустрии. Для успешного выполнения возложенных на них задач МКА должны быть некоторым образом сориентированы в пространстве относительно Земли. За эту задачу отвечает система ориентации и стабилизации (СОС), необходимая для контроля и управления положением МКА в пространстве. На данный момент задачи для МКА в основном не требуют сложных поворотных маневров и высокой точности ориентации, поэтому большое распространение для них получили пассивные и комбинированные СОС. Такие системы имеют большой ресурс работы, отличаются простотой, высокой надежностью и малой массой. Одной из типовых систем, используемых в современной космической технике, является гравитационная система. Принцип гравитационной СОС основан на использовании силы тяжести, действующей на тело, и моментов инерции относительно трех взаимно ортогональных осей. В данной статье предлагается проект МКА CubeSat размера 3U с гравитационной системой ориентации. Конструкция такого спутника требует наличие устройство гравитационной стабилизации, необходимое для развёртывания МКА после отделение его от ракеты-носителя, а также для создания восстанавливающего момента. Гравитационное устройство предполагается поместить между жестко скрепленных 2U МКА и третьим U МКА. Преимущество такой конструкции заключается в том, что появляется возможность поместить на МКА больше полезного груза, не перегружая его различными приборами для системы ориентации и стабилизации.
Малый космический аппарат, гравитационная система ориентации, момент инерции, демпфер, гравитационная штанга, актуатор
Короткий адрес: https://sciup.org/148329065
IDR: 148329065 | DOI: 10.31772/2712-8970-2024-25-2-214-222
Список литературы Использование принципа гравитационной стабилизации и ориентации при проектировании малых космических аппаратов
- Малые мира сего [Электронный ресурс]. URL: https://old.computerra.ru/2007/683/3158/ (дата обращения: 27.08.2023).
- Есина П. А., Галиев А. Р. Перспективы развития малых космических аппаратов // Актуальные вопросы устойчивого развития регионов, отраслей, предприятий: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (23 декабря 2022, г. Тюмень): В 4-х т. Тюмень, 2023. С. 363–366.
- Фомин Д. И., Мараев А. А. Система ориентации беспилотных летательных аппаратов // Альманах научных работ ИТМО. 2020. Т. 4. С. 92–97.
- Веревкин П. Н., Кузнецов А. А. Обзор современных систем ориентации космических и беспилотных летательных аппаратов // Решетневские чтения: материалы XXVII Междунар. науч. конф. (08–10 ноября 2023, г. Красноярск) / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2023. С. 11–13.
- Ovchinnikov M. Yu., Roldugin D. S. A survey on active magnetic attitude control algorithms for small satellites // Progress in Aerospace Science. 2019. Vol. 109. EDN: JXPCMN.
- Ignatov A. I., Sazonov V. V. Stabilization of the Gravitational Orientation Mode of an Artificial Earth Satellite (AES) by the Electromagnetic Control System // Cosm. Res. 2020. Vol. 58, No. 1. P. 33–41.
- Desouky M. A. A., Abdelkhalik O. A new variant of the B-dot control for spacecraft magnetic detumbling // Acta Astronaut. Pergamon, 2020. Vol. 171. P. 14–22.
- Kalenova V. I., Morozov V. M. Stabilization of Satellite Relative Equilibrium Using Magnetic and Lorentzian Moments // Cosm. Res. Pleiades journals. 2021. Vol. 59, No. 5. P. 343–356.
- Спецификация конструкции CubeSat. 2013 [Электронный ресурс]. URL: https:// dernasherbrezon.com/posts/cubespec/ (дата обращения 17.08.2023).
- База данных наноспутников [Электронный ресурс]. URL: https://www.nanosats.eu/ (дата обращения 03.12.2022).
- Belokonov I., Timbai I., Nikolaev P. Approach for estimation of nanosatellite's motion concerning of mass centre by trajectory measurements (IAA-B12-0703) // 12th IAA Symposium on Small Satellites for Earth Observation, Berlin, Germany, 2019.
- Орбитальная спутниковая группировка [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения: 15.03.2023).
- Белоконов И. В., Тимбай И. А., Баринова Е. В. Выбор проектных параметров наноспутника формата CubeSat с пассивной системой стабилизации // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28, № 1. С. 81–100. DOI: 10.17285/0869-7035.0025.
- Галиев А. Р., Есина П. А., Корнев В. М. Устройства для ориентации и стабилизации малых космических аппаратов // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: тр. Всерос. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (16–17 мая 2023, г. Новокузнецк) / под общ. ред. С. В. Коновалова. Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2023. С. 115–118.
- Есина П. А., Галиев А. Р., Корнев В. М. Устройства гравитационной стабилизации в конструкции малого космического аппарата // Решетневские чтения: материалы XXVII Междунар. науч. конф. (08–10 ноября 2023, г. Красноярск). Красноярск, 2023. С. 557–559.
