Влияние оптических характеристик многослойного солнечного паруса на его гелиоцентрическое движение


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Работа посвящена определению влияния оптических характеристик тонкого многослойного солнечного паруса на его орбитальное движение. Исследуется влияние коэффициентов отражения, рассеивания и поглощения. Эти коэффициенты рассчитываются на базе математической модели оптических характеристик многослойной эпитаксиальной тонкой плёнки – солнечного паруса. В работе учитывается изменение оптических свойств паруса под влиянием изменения температуры и деградации поверхности. Моделирование изменения оптических характеристик проводится на примере перелёта от Земли к Меркурию с использованием локально-оптимальных законов управления. С использованием метода матриц переноса и с учётом распределения спектрального излучения Солнца получены значения оптических характеристики двух конструкций паруса: с отражающей лицевой поверхностью из алюминия и из серебра.

Об авторах

М. А. Рожков

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: rozhkov.ma@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-3323-9232

аспирант кафедры динамики полёта и систем управления

Россия

Список литературы

  1. Поляхова Е.Н. Космический полёт с солнечным парусом: проблемы и перспективы. М.: Наука, 1986. 304 с.
  2. McInnes C.R. Solar sailing: Technology, dynamics and mission applications. Springer Berlin, Heidelberg, 2004. 296 p.
  3. Mori O., Sawada H., Funase R., Morimoto M., Endo T., Yamamoto T., Tsuda Yu., Kawakatsu Ya., Kawaguchi J., Miyazaki Ya., Shirasawa Yo. First solar power sail demonstration by IKAROS // Transactions of The Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan. 2010. V. 8, Iss. 27. P. 25-31. doi: 10.2322/tastj.8.To_4_25
  4. Kezerashvili R.Ya. Space exploration with a solar sail coated by materials that undergo thermal desorption // Acta Astronautica. 2015. V. 117. P. 231-237. doi: 10.1016/j.actaastro.2015.08.007
  5. Vulpetti G., Santoli S., Mocci G. Preliminary investigation on carbon nanotube membranes for photon solar sails // Journal of the British Interplanetary Society. 2008. V. 61, Iss. 8. P. 284-289.
  6. Vulpetti G., Johnson L., Matloff G.L. Solar sails: A novel approach to interplanetary travel. New York: Springer, 2015. 277 p. doi: 10.1007/978-1-4939-0941-4
  7. Stenzel O. The physics of thin film optical spectra. Cham: Springer, 2015. 352 p. doi: 10.1007/978-3-319-21602-7
  8. Gueymard C.A. The sun’s total and spectral irradiance for solar energy applications and solar radiation models // Solar Energy. 2004. V. 76, Iss. 4. P. 423-453. doi: 10.1016/J.SOLENER.2003.08.039
  9. Forward R.L. Grey solar sails // Proceedings of the 25th Joint Propulsion Conference (July, 10-12, 1989, Monterey, California). doi: 10.2514/6.1989-2343
  10. Born M., Wolf E. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. Elsevier, 1980. 836 p.
  11. Polyanskiy M.N. Refractive index database. https://refractiveindex.info
  12. Laboratory for Atmospheric & Space Physics. LASP Interactive Solar Irradiance Datacenter (LISIRD). https://lasp.colorado.edu/lisird/
  13. Dachwald B., Mengali G., Quarta A.A., Macdonald M. Parametric model and optimal control of solar sails with optical degradation // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2006. V. 29, Iss 5. P. 1170-1178. doi: 10.2514/1.20313
  14. Коблик В.В., Поляхова Е.Н., Соколов Л.Л., Смирнов А.С. Управляемые парусные перелёты на околосолнечные орбиты при ограничениях на температуру солнечного паруса // Космические исследования. 1996. Т. 34, № 6. С. 618-625.
  15. Kezerashvili R.Y., Macdonald M. Solar sail: Materials and space environmental effects // In book: «Advances in Solar Sailing». Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2014. P. 573-592. doi: 10.1007/978-3-642-34907-2_36
  16. Хабибуллин Р.М., Старинова О.Л. Алгоритм применения законов управления движением космического аппарата с солнечным парусом для совершения некомпланарного перелёта Земля – Марс // Инженерный журнал: наука и инновации. 2020. № 8 (104). doi: 10.18698/2308-6033-2020-8-2006
  17. Wright J.L. Space sailing. Taylor & Francis, 1992. 258 p.
  18. Dever J.A., Miller S.K., Sechkar E.A., Wittberg T.N. Space environment exposure of polymer films on the materials international space station experiment: Results from MISSE 1 and MISSE 2 // High Performance Polymers. 2008. V. 20, Iss. 4-5. P. 371-387. doi: 10.1177/0954008308089704
  19. Woods T.N., Chamberlin P.C., Harder J.W., Hock R.A., Snow M., Eparvier F.G., Fontenla J., McClintock W.E., Richard E.C. Solar Irradiance Reference Spectra (SIRS) for the 2008 Whole Heliosphere Interval (WHI) // Geophysical Research Letters. 2009. V. 36, Iss. 1. doi: 10.1029/2008GL036373

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах