Об устойчивости стационарных движений спутника с центром распределения заряда защитных экранов в центре масс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассматривается спутник с системой из трех концентрических экранов электростатической защиты от космических излучений. Взаимодействие электрического заряда с магнитным полем Земли приводит к возникновению момента сил Лоренца, действующего на вращательное движение спутника относительно центра масс. Момент сил Лоренца вычисляется с учетом сложной формы экранов электростатической защиты. Геомагнитное поле моделируется прямым магнитным диполем. Выписаны дифференциальные уравнения движения спутника около центра масс и построены первые интегралы этих уравнений. Найдены стационарные движения спутникаи получены достаточные условия их устойчивости.

Об авторах

В. И. Каленова

Научно-исследовательский институт механики МГУ имени М.В. Ломоносова

Email: kalenova44@mail.ru
Москва, Россия

В. М. Морозов

Научно-исследовательский институт механики МГУ имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: moroz@imec.msu.ru
Москва, Россия

В. Ю. Сахаров

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: v.sakharov@spbu.ru
Санкт Петербург, Россия

А. А. Тихонов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.tikhonov@spbu.ru
Санкт Петербург, Россия

Список литературы

  1. Морозов В.М. Устойчивость движения космических аппаратов. Итоги науки и техники. Сер. Общая механика. М.: ВИНИТИ, 1971. С. 1–83.
  2. Сарычев В.А.Вопросы ориентации искусственных спутников. Итоги науки и техники. Сер. Исследование космического пространства. М.: ВИНИТИ, 1978. Т. 11. 223 с.
  3. Белецкий В.В.Движение спутника относительно центра масс в гравитационном поле. М.: Издательство Московского университета. 1975. 308 с.
  4. Черноусько Ф.Л.Об устойчивости регулярных прецессий спутника //Прикладная математика и механика. 1964.Т. 28. Вып. 1. С. 155–157.
  5. Likins P.W. Stability of a symmetrical satellite in attitudes fixed in an orbiting reference frame // J. Astronaut. Science. 1965. V. 12. Iss. 1. P. 18–24.
  6. Румянцев В.В.Об устойчивостистационарных движений спутников. М.: Выч. центр АН СССР, 1967. 141 с.
  7. Морозов В.М.Об устойчивости движения гиростата под действием гравитационного, магнитного и аэродинамического моментов // Космич. исслед. 1967. Т. 5. № 3. С. 727–732.
  8. Сарычев В.А., Овчинников М.Ю.Магнитные системы ориентации искусственных спутников Земли. Итоги науки и техники. Исследование космического пространства. М.: ВИНИТИ, 1985. Т. 23. 104 с.
  9. Тихонов А.А.Резонансные явления в колебаниях гравитационно-ориентированного твердого тела. Ч.4: многочастотные резонансы // Вестник C.— Петербург. университета. Сер. 1. 2000. Вып. 1. С. 131–137.
  10. Морозов В.М.,Каленова В.И.Линейные нестационарные системы и стабилизация движения спутника около центра масс в геомагнитном поле. М.: ИздательствоМГУ, 2023. 174 с.
  11. Труханов К.А., Рябова Т.Я., Морозов Д.Х.Активная защита космических кораблей. М.:Атомиздат, 1970.
  12. Spillantini P.Manned exploration and exploitation of Solar System: Passive and active shielding for protecting astronauts from ionizing radiation — A short overview // Acta Astronautica. 2014. V. 104. P. 509–515.
  13. Tripathi R., Wilson J., Youngquist R.Electrostatic space radiation shielding // Advances in Space Research. 2008. V. 42. P. 1043–1049.
  14. Joshi R., Qiu H., Tripathi R. Configuration studies for active electrostatic space radiation shielding// Acta Astronautica. 2013. V. 88. P. 138–145.
  15. Smith J.G., Smith T., Williams M. et al.Potential Polymeric Sphere Construction Materials for a Spacecraft Electrostatic Shield // Langley Research Center. Technical Memorandum. 2006. Art. ID 20060013423.
  16. Петров К.Г., Тихонов A.A.Момент сил Лоренца, действующих на заряженный спутник в магнитном поле Земли. Ч. 1: Напряженность магнитного поля Земли в орбитальной системе координат // Вестник Cанкт-Петербургского университета. Сер. 1. Матем., Мех., Астроном. 1999. Вып. 1. С. 92–100.
  17. Петров К.Г., Тихонов A.A.Момент сил Лоренца, действующих на заряженный спутник в магнитном поле Земли. Ч. 2: Вычисление момента и оценки его составляющих // Вестник Cанкт-Петербургского университета. Сер. 1.Матем., Мех., Астроном. 1999. Вып. 3. С. 81–91.
  18. Тихонов А.А.О вековой эволюции ротационного движения заряженного ИСЗ на регрессирующей орбите // Космич. исслед. 2005. Т. 43. № 2. С. 111–125.
  19. Антипов К.А., Тихонов А.А.Электродинамическое управление в задаче о стабилизации космического аппарата в геомагнитном поле // Космич. исслед. 2014. Т. 52. № 6. С. 512–520.
  20. Giri D.K., Sinha M., Kumar K.D. Fault-tolerant attitude control of magneto-Coulombic satellites // Acta Astronautica. 2015. V. 116. P. 254–270.
  21. Schaub H., Parker G., King L.Challenges and prospects of Coulomb spacecraft formation control // J. Astronautical Sciences. 2004. V. 52. P. 169–193.
  22. Pollock G.E., Gangestad J.W., Longuski J.M. Analytical Solutions for the Relative Motion of Spacecraft with Lorentz Force Perturbations // Acta Astronautica. 2011. V. 68. Iss. 1–2. P. 204–217.
  23. Тихонов А.А.Метод полупассивной стабилизации космического аппарата в геомагнитном поле // Космич. исслед. 2003. Т. 41. № 1. С. 69–79.
  24. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Физматлит, 1961. 824 с.
  25. Kennedy J., Eberhart R. Particle Swarm Optimization // Proc. IEEE International Conference on Neural Networks. Perth, WA, Australia. 1995. V. 4. P. 1942–1948.
  26. Shi Y., Eberhart R.C. A modified particle swarm optimizer // Proc. IEEE International Conference on Evolutionary Computation. Anchorage, AK, USA. 1998. P. 69–73.
  27. Dmitriev N.N., Sakharov V.Yu., Tikhonov A.A.The method of zero tangential strengths in the problem of charge distribution over the surfaces of two interacting tori // J. Applied and Computational Mechanics. 2025. doi: 10.22055/jacm.2025.48138.5009

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025