Возмущения в движении ИСЗ, вызванные давлением солнечного излучения

• Автор: Клокачева, Мария Юрьевна
• Шифр специальности: 01.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 99 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. Анализ состояния проблемы.
1.1. Световое давление и динамика ИСЗ
1.2. Метод Козаи - Акснеса
1.3. Постановка задачи
Глава II. Комбинированные возмущения в движении сферически—симметричного ИСЗ, вызванные взаимодействием радиационных и гравитационных сил.
2.1. Аналитическое интегрирование уравнений возмущенного
движения
2.2. Определение радиационно-гравитационных возмущений
2.3. Численные оценки
Глава III. Полуаналитический метод определения возмущений от прямого радиационного давления для спутника двойного вращения.
3.1. Система координат, связанная со спутником
3.2. Математическое описание силы светового давления,
действующей на спутник двойного вращения
3.3. Уравнения возмущенного движения
3.4. Интегрирование уравнений движения
3.5. Анализ ошибок интегрирования
3.6. Численные оценки возмущений
Заключение
Приложение
Приложение
Приложение
Печатные работы по теме диссертации
Литература
Введение

Факторы, возмущающие движение искусственного спутника Земли традиционно делятся на две группы: гравитационные и негравитационные. Основные гравитационные факторы обусловлены нецен-тральностью земного гравитационного потенциала, притяжением Луны и Солнца, действием лунно-солнечных приливов, притяжением атмосферы Земли. Наиболее значительными негравитационными факторами являются тормозящие эффекты атмосферы, влияние давления прямого солнечного излучения, влияние отраженной Землей радиации, а также дополнительные эффекты от светового давления — эффект Ярковского от Солнца, эффект Ярковского от Земли, эффект Пойнтин-га-Робертсона от Солнца и Земли. Движение ИСЗ под действием гравитационных факторов хорошо изучено всеми возможными способами: аналитическими, качественными и численными. Наибольшие возмущения в движении спутников (особенно близких) связаны со второй зональной гармоникой потенциала притяжения Земли. Остальные гравитационные и негравитационные факторы оказывают на движение ИСЗ влияние в сотни и тысячи раз меньшее. Среди негравитационных эффектов преобладающее действие’на спутники на высоте до 800 км оказывает тормозящее влияние атмосферы. На высотах более 800 км преобладает влияние прямого светового давления. Поэтому для высоких спутников световое давление является главным возмущающим !
фактором негравитационного характера. Исследованию возмущений в движении ЙСЗ, вызванных давлением прямого солнечного излучения посвящена настоящая диссертационная работа.

Возрастающая точность спутниковых наблюдений требует построения все более и более точных спутниковых теорий. С помощью этих теорий, в свою очередь, решается ряд задач навигации, космической геодезии и Геодинамики, связанных с определением параметров движения по результатам наблюдений. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется изучению малых возмущающих факторов, вызванных негравцтационными эффектами. Для дифференциальных методов определения параметров движения аналитические и полуаналитические методы учета возмущений наиболее удобны. Для каждого конкретного типа орбит|ы ИСЗ желательно иметь простые модели для оценки влияния всевозможных негравитационных эффектов на элементы орбиты, учитывающие при необходимости форму самого спутника — своего рода экспертную систему. Это позволит быстро определить, какую роль играет тот или иной эффект в эволюции орбитальных элементов и нужно ли его учитывать при построении спутниковой теории с требуемой точностью. Для подобных исследований также удобнее использовать аналитические методы.
В жизни некоторых спутников (Echo-1, Vangard-1, проект ’’West-Ford”) давление солнечной радиации играет определяющую роль и может существенно сократить время существования объектов с высоким отношение!): поперечного сечения к массе (А/m). При построении аналитических моделей для учета возмущений от светового давления оказывается достаточно теории первого порядка. В теориях более высоких порядков необходимости не возникает из-за относительной малости эффекта. Однако, возникает вопрос, насколько значимыми могут ока-

заться комбинированные возмущения. В настоящей работе предпринята попытка описать полную картину возмущений, вызванных прямым

Дл д/г 1 д2 /г-
у + Е + 2 Е +

'-Гж° ,,0' V- д‘
— дху

+ J2
/ о о , у" дд! с 1 д29i
г ’У Е джу 3 2 Е <9ж -<9жт
"" 7г Е£т +
-Л джу<9жт

, + ; Е
ЕЕ <9п 1 <Э2/г
ч = Е&Л> + 2 Е аЗхЕ™ + "'
1 = 1 < т,з=1 *
' р{ ('Г0 7,01 I С I 1 2/б С
+ Л(’У ) + Е Эх ъ + 2 Е За .0ят ”* +
5 = 1 т,1 = 1
, г П 7 0 0 . 96 с 1 Г-' <92#6
' ,/:’ ?б(х ,!/ ) + Е. + г Е
] — 1 > гп,1 = 1 '
’6 = У, £б = Г).

(2-1.5]
Подставляя в последние уравнения ряды (2.1.2) и приравнивая коэффи-циенты при одинаковых произведениях Е'1 ./2 , получим:

к - кх + к2
(/ох = 1, к2 = 0); (к1 = 0, к2 = 1);
Л (ж0, у°), Ую = ~йо] + /бОЛу°);
1=1 ~~"-7 <Эп
дг(х°,у°), т =2—й + 9е(х°,г

(9./;,