О влиянии второй зональной гармоники на движение спутника по почти круговым орбитам
| Пироженко, АВ, Маслова, АИ, Васильев, ВВ |
| Косм. наука технол. 2019, 25 ;(2):03-11 |
| https://doi.org/10.15407/knit2019.02.003 |
| Язык публикации: Русский |
Аннотация: Воздействия на движение спутника, вызванные второй зональной гармоникой разложения потенциала притяжения Земли в ряд по сферическим функциям, во многих случаях на порядки превосходят воздействия других возмущающих сил. Для низких околоземных орбит воздействия второй зональной гармоники являются определяющими в отклонении траектории движения спутника от кеплеровой орбиты. Рассматривается задача определения краткопериодических изменений траектории движения спутника по почти круговым орбитам под воздействием второй зональной гармоники. Это далеко не
новая задача, решение которой дано во многих фундаментальных исследованиях небесной механики и механики космического полета. Вместе с тем при проектировании спутников и их систем, в частности спутников дистанционного зондирования Земли, есть потребность в простых инженерных оценках отличия возмущенной траектории движения от кеплеровой орбиты. Нужно получить ответы на следующие вопросы: какие закономерности возмущенной траектории, как выбрать кеплерову орбиту сравнения, какие изменения радиуса, скорости, углового положения в возмущенной траектории, какое отклонение возмущенной орбиты от плоскости орбиты сравнения? В статье использованы новые переменные, описывающие отклонение возмущенной траектории от круговой кеплеровой орбиты сравнения. Введение новых параметров для почти круговых орбит позволило более просто получить линеаризованные уравнения движения и построить аналитические оценки отклонения траектории от орбиты сравнения. Построены и проанализированы оценки изменения радиуса, скорости, углового положения в возмущенной траектории, и ее отклонение от орбиты сравнения на временном интервале порядка одного витка. Определены условия существования орбит с минимальным изменением их радиуса под действием второй зональной гармоники. Показана принципиальная возможность орбит, которые испытывают только вынужденные колебания радиуса от второй зональной гармоники, амплитуда которых составляет единицы километров. Например, при высоте орбиты 675 км амплитуда этих колебаний не превосходит 3.5 км.
|
| Ключевые слова: вторая зональная, изменения траектории спутника |
References:
1. Aksenov E. G. (1977). Theory of motion of artificial Earth satellites. Мoskow: Nauka.
2. Beletskii V. V. (2009). Essays on the motion of cosmic bodies.Мoskow: Izd-vo LKI.
3. Duboshin H. N. (1976). Reference guide to celestial mechanics and astrodynamics. Мoskow: Nauka.
2. Beletskii V. V. (2009). Essays on the motion of cosmic bodies.Мoskow: Izd-vo LKI.
3. Duboshin H. N. (1976). Reference guide to celestial mechanics and astrodynamics. Мoskow: Nauka.
4. Ivanov N. M., Lysenko L. N. (2004). Ballistics and navigation of space vehicles. Мoskow: Drofa.
5. Kuhaenko B. V., Eliasberh P. E. (1968). Evolution of almost circular orbits of satellites under the influence of zonal harmonics. Cosmic res., 6(2), 186—202.
6. Pirozhenko A. V. (1999). To the construction of new forms of the equations of perturbed Keplerian motion. Space science and technology, 5(2/3), 103—107.
5. Kuhaenko B. V., Eliasberh P. E. (1968). Evolution of almost circular orbits of satellites under the influence of zonal harmonics. Cosmic res., 6(2), 186—202.
6. Pirozhenko A. V. (1999). To the construction of new forms of the equations of perturbed Keplerian motion. Space science and technology, 5(2/3), 103—107.
https://doi.org/10.15407/knit1999.02.103
7. Pirozhenko A. V., Maslova A. I. (2013). To the dynamics of a rigid body. Moments of centrifugal acceleration. Technical mechanics, 3, 63—71.
8. Eliasberh P. E. (1965). Introduction to the theory of flight of artificial Earth satellites. Мoskow: Nauka.
9. Beutler G. (2005). Methods of celestial mechanics V. II: Application to Planetary System, Geodynamics and Satellite Geodesy. Berlin Heidelberg: Springer.
7. Pirozhenko A. V., Maslova A. I. (2013). To the dynamics of a rigid body. Moments of centrifugal acceleration. Technical mechanics, 3, 63—71.
8. Eliasberh P. E. (1965). Introduction to the theory of flight of artificial Earth satellites. Мoskow: Nauka.
9. Beutler G. (2005). Methods of celestial mechanics V. II: Application to Planetary System, Geodynamics and Satellite Geodesy. Berlin Heidelberg: Springer.
10. Vallado D. A. (1997). Fundamentals of astrodynamics and applications. McGraw-Hill Primis Custom Publ.