Влияние сферичности земной поверхности на управление ориентацией космического аппарата дистанционного зондирования Земли
Автор: Алексеев А.В., Голушкова А.О.
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика @vestnik-bsu-maths
Рубрика: Математическое моделирование и обработка данных
Статья в выпуске: 4, 2024 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается способ переориентации космического аппарата дистанционного зондирования Земли, движущегося по круговой орбите с помощью двигателей-маховиков. При этом учитывается влияние гравитационного момента, а движение рассматривается на интервале времени, когда объект наблюдения находится в прямой видимости космического аппарата. В ходе исследования выведены геометрические зависимости углов нутации и прецессии от времени, определена область видимости объекта, построены дифференциальные уравнения движения космического аппарата относительно центра масс и получены их решения. Полученные зависимости позволяют оценивать влияние инерционно-массовых характеристик системы, начальных условий на управление движением космического аппарата. Построены зависимости управляющих вращением роторов моментов от времени, что позволило оценить параметры необходи -мых для этих целей двигателей. В статье представлены результаты проведенных исследований, показывающие работоспособность разработанной математической модели. Практическим приложением может являться использование полученных результатов при нацеливании космических аппаратов на объект наблюдения.
Гиростат, маховик, математическая модель, уравнения движения, управляющие моменты, углы эйлера, дистанционное зондирование, кинетический момент
Короткий адрес: https://sciup.org/148330466
IDR: 148330466 | DOI: 10.18101/2304-5728-2024-4-3-11
Список литературы Влияние сферичности земной поверхности на управление ориентацией космического аппарата дистанционного зондирования Земли
- Рыжков В. В., Сулинов А. В. Двигательные установки и ракетные двигатели малой тяги на различных физических принципах для систем управления малых и сверхмалых космических аппаратов // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2018. Т. 17, № 4. С. 115–128. DOI: 10.18287/2541-7533-2018-17-4-115-128.
- Румянцев В. В. Об управлении ориентацией и о стабилизации спутника роторами // Вестник Московского университета. Серия 1: Математика, механика. 1970. №. 2. С. 83–96.
- Румянцев В. В. Об устойчивости вращения тяжелого гиростата на горизонтальной плоскости // Известия академии наук. Механика твердого тела. 1980. № 4. C. 11–21.
- Сарычев В. А. Вопросы ориентации искусственных спутников. Итоги науки и техники. Серия «Исследование космического пространства». Москва: ВИНИТИ, 1978. Т. 11. 224 с.
- Охоцимский Д. Е., Сарычев В. А. Система гравитационной стабилизации искусственных спутников // Искусств. Спутники Земли. Москва: Изд-во АН СССР, 1963. № 16. С. 5–9.
- Кошляков В. Н. Задачи динамики твердого тела и прикладной теории гироскопов. Москва: Наука, 1985. C. 286.
- Морозов В. М. Устойчивость движения космических аппаратов. Итоги науки и техники. Сер. «Общая механика». Москва: ВИНИТИ АН СССР, 1971. С. 5–83.
- Нейштадт А. И., Пивоваров М. Л. Переход через сепаратрису в динамике спутника с двойным вращением // Прикладная математика и механика. 2000. Т. 64, № 5. С. 741–746.
- Виттенбург Й. Динамика систем твердых тел. Москва: Мир, 1980. C. 292.
- Асланов В. С., Дорошин А. В. О двух случаях движения неуравновешенного гиростата // Известия Академии наук. Механика твердого тела. 2006. № 4. С. 42–55.
- Асланов В. С., Дорошин А. В. Стабилизация спускаемого аппарата частичной закруткой при осуществлении неуправляемого спуска в атмосфере // Космические исследования. 2002. Т. 40, № 2. С. 193–200.
- Алексеев А. В., Голушкова А. О. Переориентация космического аппарата дистанционного зондирования Земли с помощью роторов // Инфокоммуникационные технологии. 2023. Т. 21, № 2 (82). С. 24–29.
- Алексеев А. В., Голушкова А. О. Управление космическим аппаратом дистанционного зондирования Земли с помощью роторов // Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика. 2024. № 1. С. 18–27.
- Гутник С. А. Динамика движения спутника относительно центра масс с пассивными системами ориентации: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук: 01.02.01 / Гутник Сергей Александрович; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт» (национальный исследовательский университет)]. Москва, 2019. 47 с.
- Маркеев А. П. Теоретическая механика. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 1990. 591 с.
- Лурье А.И. Аналитическая механика. Москва: Физматлит, 1961. 824 с.
- Апель П. Теоретическая механика. Москва: Физматгиз, 1960. Т. 1-2. 515 с.; 487 с.