лекция 2_конспект

Fп, Fз, Fдо, Fдп

Влияние на движение КА возмущающих сил радиационной природы

Ротр.д – диффузно отраженный поток;

Ротр.з – зеркально отраженный поток;

– составляющие силы светового давления от поглощенного,

зеркально отраженного, диффузно отраженного и диффузно поглощенного светового потока;

Ро – падающий поток;

– единичные вектора;

– угол падения светового потока.

,

где P0 – удельная сила светового давления Солнца в районе Земли, P0 = 487·10-8 Н;

ρз.о. и ρд.о. – коэффициенты зеркального и диффузного отражения поверхности КА;

S – площадь поверхности КА, освещённой Солнцем.

Дополнительными радиационными силами являются силы теплового давления КА,

определяемые как функция от падающего теплового потока Солнца:

,

и силы, вызываемые излучением работающих радиопередатчиков:

где PПРД – излучаемая через антенну мощность передатчика, с – скорость света.

11

Влияние на движение КА возмущающих реактивных сил

Возмущающие реактивные силы, действующие на КА

	Утечки газа из замкнутых				Утечки рабочего тела				Испарение
	полостей				через клапаны				вещества
	(гермоконтейнер,				двигателей
	электроприводы, приборы,
	баки двигательных установок)

Негерметичность замкнутых полостей определяется выражением:

где VЗП – объем замкнутой полости; РЗП – изменение давления в герметичном контейнере; t – длительность цикла.

Величина суммарной тяги:

,

где КФ – коэффициент формы поверхности, на которой размещены микротечи;

QУТ измеряется в [л мкм рт. ст/с].

Смещение КА вдоль орбиты от воздействия силы FН за длительное время:

,

где ТКА – период обращения КА по орбите; nВ – количество витков; МКА – масса КА.

12

Орбитальные манёвры КА

Орбитальные манёвры – изменение параметров орбиты КА с помощью его реактивной двигательной установки.

Суть орбитальных манёвров состоит в изменении направления и величины вектора скорости КА. В импульсной постановки задачи это означает, что вектор скорости изменяется мгновенно, при этом точка выдачи импульса принадлежит одновременно и старой, и новой

орбите, т.е. при орбитальном маневрировании управляющее воздействие направлено не на

перемещение КА в пространстве, а на изменение направления его движения.

Для круговых орбит существует три вида воздействия: тангенциальное, нормальное и

бинормальное (боковое).

Тангенциальное воздействие VТ направлено по касательной к орбите, вдоль вектора скорости КА («разгоняющее» или «тормозящее» воздействие). Его следствием является

изменение большой полуоси аТ, экcцентриситета еТ и аргумента перигея ωТ орбиты.

Нормальное воздействие VН направлено по нормали к вектору скорости КА. С помощью нормального импульса можно изменять экcцентриситет еН и аргумент перигея ωН орбиты.

Бинормальное (боковое)	воздействие ориентировано по нормали к плоскости орбиты и
приводит к развороту орбиты	(изменению наклонения iБ и долготы восходящего узла ΩБ) без

изменения формы орбиты.

Вклад каждого воздействия в изменение параметров орбиты представлен в таблице:

Элементы	Составляющие произвольно направленного воздействия
орбиты	Тангенциальная	Нормальная	Боковая
a
e
ω
i
Ω

13

Освещённость орбиты космического аппарата

Положение Солнца относительно

плоскости орбиты задаётся двумя

углами:

ηʘ – углом склонения Солнца над плоскостью орбиты;

uS – углом положения подсолнечной точки относительно восходящего узла орбиты.

В первую очередь на освещённость орбиты влияет угол ηʘ – его величина показывает, насколько долго орбита на каждом витке освещается Солнцем.

Понять зависимость освещённости орбиты от угла ηʘ можно на примере длины солнечных суток на Земле. По сути, человек, находясь на поверхности Земли, условно движется по орбите с высотой 0 км и периодом обращения

24 часа. При этом на каждом витке

(ежесуточно) происходит колебания освещённости такой «орбиты» – смена дня и ночи). Максимальная амплитуда колебаний освещённости наблюдается для наклонений ~90° (полярный день/

полярная ночь) минимальная – на экваторе (день и ночь по 12 часов круглый год).

Для круговых орбит длительность тени от Земли можно определить по формуле:

14

Теневые участки орбиты

Теневые и полутеневые участки от Земли (ТУЗ и П-ТУЗ)

αТ = 0,26°

αПТ = 0,27°

Теневые и полутеневые участки от Луны (ТУЛ и П-ТУЛ)

Вариант 1. Зоны ТУЛ и П-ТУЛ проецируются симметрично относительно линии «Луна-Земля», поэтому ТУЗ и ТУЛ разнесены по орбите КА

Вариант 2. Зоны ТУЛ и П-ТУЛ смещены относительно поверхности Земли, поэтому они могут быть рядом с ТУЗ

αТУЛ = 0,533°

αП-ТУЛ = 0,536°

15

Зона видимости КА

Размер зоны видимости КА от высоты его орбиты и минимально допустимого угла места:

, где

– угол места КА, то есть угол над горизонтом,

под которым наблюдатель видит КА.

Угол места обычно задаётся не меньше 10°,

из условия отсутствия на линии между наблюдателем и КА крупных наземных объектов

(здания, деревья, горы).

Максимальная зона видимости определяется

углом места 0°.

Время прохождения КА зоны видимости можно определить из выражения:

, где

LТ – минимальное угловое расстояние от наблюдателя до плоскости орбиты КА (до точки траверса).

Максимальное время время прохождения КА зоны видимости соответствует LТ = 0°, то есть в слвчае, когда КА проходит над головой наблюдателя, в зените.

16