Положения относительного равновесия динамически симметричного наноспутника формата CubeSat под действием гравитационного и аэродинамического моментов
- Авторы: Баринова Е.В.1, Тимбай И.А.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
- Выпуск: Том 18, № 2 (2019)
- Страницы: 21-32
- Раздел: АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/article/view/6738
- DOI: https://doi.org/10.18287/2541-7533-2019-18-2-21-32
- ID: 6738
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассматривается движение вокруг центра масс динамически симметричного неуправляемого наноспустника формата CubeSat на круговой орбите под действием аэродинамического и гравитационного моментов. Определены положения равновесия наноспутника в траекторной системе координат с учётом того, что коэффициент аэродинамической силы лобового сопротивления зависит от пространственного угла атаки и угла собственного вращения. Получены формулы, позволяющие вычислить значения углов атаки, прецессии и собственного вращения, соответствующие положениям равновесия, в зависимости от инерционно-массовых и геометрических параметров наноспутника и высоты орбиты. Показано, что в случае преобладания гравитационного момента над аэродинамическим существует 16 положений равновесия, в случае преобладания аэродинамического момента над гравитационным существует 8 положений равновесия, в случае соизмеримых величин аэродинамического и гравитационного моментов возможно 8, 12 или 16 положений равновесия. По полученным формулам вычислены положения равновесия наноспутника SamSat-QB50. Указаны диапазоны высот, на которых наноспутник SamSat-QB50 имеет 8, 12 или 16 положений равновесия относительно центра масс.
Об авторах
Е. В. Баринова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: L5545@yandex.ru
кандидат технических наук
доцент кафедры высшей математики
И. А. Тимбай
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: timbai@mail.ru
доктор технических наук, профессор
профессор межвузовской кафедры космических исследований
Список литературы
- Сарычев В.А., Гутник С.А. Динамика осесимметричного спутника под действием гравитационного и аэродинамического моментов // Космические исследования. 2012. Т. 50, № 5. С. 394-402.
- Sarychev V.A., Mirer S.A., Degtyarev A.A., Duarte E.K. Investigation of equilibria of a satellite subjected to gravitational and aerodynamic torques // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 2007. V. 97, Iss. 4. P. 267-287. doi: 10.1007/s10569-006-9064-3
- Сарычев В.А., Гутник С.А. Динамика спутника под действием гравитационного и аэродинамического моментов. Исследование положений равновесия // Космические исследования. 2015. Т. 53, № 6. С. 488-496. doi: 10.7868/S0023420615060072
- Белецкий В.В. Движение искусственного спутника относительно центра масс. М.: Наука, 1965. 416 c.
- Belokonov I.V., Kramlikh A.V., Timbai I.A. Low-orbital transformable nanosatellite: Research of the dynamics and possibilities of navigational and communication problems solving for passive aerodynamic stabilization // Advances in the Astronautical Sciences. 2015. V. 153. P. 383-397.
- Гантмахер Ф.Р. Лекции по аналитической механике. М.: Наука, 1966. 300 c.
- Shakhmatov E., Belokonov I., Timbai I., Ustiugov E., Nikitin A., Shafran S. SSAU project of the nanosatellite SamSat-QB50 for monitoring the Earth's thermosphere parameters // Procedia Engineering. 2015. V. 104. P. 139-146. doi: 10.1016/j.proeng.2015.04.105
- ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: Издательство стандартов, 1981. 181 с.