Nghiên cứu chuyển động ổn định của vệ tinh nhân tạo Trái Đất trong chế độ định hướng từ một trục

Springer Science and Business Media LLC - Tập 59 - Trang 112-125 - 2021
A. I. Ignatov1, V. V. Sazonov2
1Khrunichev State Space Research and Production Center, Moscow, Russia
2Keldysh Institute of Applied Mathematics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Tóm tắt

Chuyển động quay của một vệ tinh nhân tạo đối xứng trục với một nam châm không đổi dưới tác động của mô-men xoắn do từ trường Trái Đất (EMF) lên nam châm được nghiên cứu. Chuyển động quỹ đạo của vệ tinh được tính toán với sự tính đến tính chất phi trung tâm của trường trọng lực Trái Đất và lực cản của khí quyển; mô men từ tính riêng của vệ tinh song song với trục đối xứng. Các chuyển động ổn định của vệ tinh được xây dựng, trong đó trục đối xứng tạo với vectơ cường độ EMF một góc nhỏ. Mô hình IGRF được sử dụng làm mô hình cho EMF. Kết quả cho thấy rằng các chuyển động như vậy có thể được xấp xỉ bằng một chuỗi các nghiệm tuần hoàn của các phương trình chuyển động đã được điều chỉnh. Các chuyển động ổn định chứa hai tần số cơ bản - tần số quỹ đạo và tốc độ góc của sự quay của Trái Đất. Các nghiệm tuần hoàn có một chu kỳ quỹ đạo, nhưng phổ của chuỗi xấp xỉ hình thành từ chúng về cơ bản trùng với phổ của chế độ ổn định ban đầu.

Từ khóa

#vệ tinh nhân tạo #chuyển động ổn định #từ trường Trái Đất #mô-men xoắn #quỹ đạo #tốc độ góc

Tài liệu tham khảo

Beletskii, V.V., Dvizhenie iskusstvennogo sputnika otnositel’no tsentra mass (Motion of an Artificial Satellite Relative to the Center of Mass), Moscow: Nauka, 1965. Sarychev, V.A., Sazonov, V.V., and Ovchinnikov, M.Yu., Periodic oscillations of a satellite about the center of mass under the influence of magnetic torque, Preprint of Keldysh Inst. of Appl. Math., Russ. Acad. Sci., Moscow, 1982, no. 182. Sarychev, V.A. and Ovchinnikov, M.Yu., Magnetic orientation systems for artificial earth satellites, in Itogi nauki i tekhniki. Issledovanie kosmicheskogo prostranstva (Results of Science and Technology. Space Exploration), Moscow: Vseross. Inst. Nauchn. Tekh. Inf., 1985, vol. 23. Sazonov, V.V., Uniaxial magnetic orientation of artificial satellites, Mekh. Tverd. Tela, 1987, no. 2, pp. 27–32. Gill, P., Murray, W., and Wright, M., Practical Optimization, London: Academic Press, 1981. Terebizh, V.Yu., Analiz vremennykh ryadov v astrofizike (Time Series Analysis in Astrophysics), Moscow: Nauka, 1992. Khentov, A.A., Influence of the Earth’s magnetic and gravitational fields on satellite oscillations around its center of mass, Kosm. Issled., 1967, vol. 5, no. 4, pp. 554–572. Ignatov, A.I. and Sazonov, V.V., Study of the steady motions of an artificial Earth satellite in the uniaxial magnetic orientation mode, Preprint of Keldysh Inst. of Appl. Math., Russ. Acad. Sci., Moscow, 2019, no. 25. Ovchinnikov, M.Yu., Pen’kov, V.I., Roldugin, D.S., and Ivanov, D.S., Magnitnye sistemy orientatsii malykh sputnikov (Magnetic Attitude Control Systems for Small Satellites), Moscow: Inst. Prikl. Mat. im. Keldysha, Ross. Akad. Nauk, 2016.