Нариманов Г.С. Основы теории полета космических аппаратов (1972) (1246632), страница 62
Текст из файла (страница 62)
8.5. Таблица 8.5 Максимальная амплитуда солнечного возмущения в км для различных высот перигея Ь в км Высота апогея йч и км 20 000 50 000 10 000 2000 9,0 69 277 70 325 Лолгопериодическке лунные возмущения в 6 раз меньше величии, указанных в табл, 8. 5, и имеют период 13,66 солнечных суток. Пользуясь приведенными выше данными о влиянии Луны и Солнца, можно оценить потребную величину перигея, обеспечивающую заданное время существования ИСЗ.
Световое давление составляет примерно ! мг!и' плошали ИСЗ. В табл. 8. 6 приведены максимальные возмущения высоты полета в метрах, вызываемые влиянием светового давления на . ИСЗ, движущийся по круговой орбите высотой !000 км. Таблица 8.6 Отношение характерной площади ИСЗ к его массе, мх,'кг 10 0,03 0,0003 600 0,02 Максимальное возмущение высоты за один виток, м 267 2 000 10 000 20 000 50 000 100 000 0,4 3,2 10,0 51 187 3,1 10,5 56 208 Учет радиационной обстановки Высоту орбит ИСЗ следует выбирать также с учетом радиационной обстановки в околоземном пространстве, исходя из обеспечения безопасности полета экипажей обитаемылл кораблей и удовлетворения требований в отношении нормальной работы бортовых систем при воздействии радиационных поясов Земли за планируемый срок активного существования.
Для этого, задаваясь элементами орбиты ИСЗ, следует определить характер прохождения ИСЗ относительно радиационных поясов Земли и путем последовательных приближений выбирать такие ее элементы, которые удовлетворяют заданному уровню радиации. 8лЕ ВЫБОР ВРЕМЕНИ ЗАПУСКА ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ 4ее" йе" ьеь йее е йа,~Ф В зависимости от назначения спутники Земли выполняют разнообразные задачи. Одни из этих задач могут выть решены с помощью одного или нескольких, а другие с помощью даже нескольких десятков спутников, ориентированных определенным образом как относительно друг друга, так и относительно Солнца, планет или звезд.
Требуемая ориентация плоскостей орбит в пространстве обеспечивается запуском спутников в определенное время. В связи с этим могут возникнуть случаи, когда необходимо осуществится — запуск одного спутника в плоскость орбиты, как ориентированную, так и про- извольно расположенную в пространйейеркый стае относительно Солнца, планет полюс или звезд; — запуск нескольких ИСЗ для рласкаскгь создания системы из л плоскоогей гГ прйикгы уст орбит, в каждой из которых находится по одному спутнику; — запуск нескольких ИСЗ для создания системы, состоящей из л плоскостей орбит, в каждой из которой находится по г спутников Во втором и третьем случаял )л ь системы ИСЗ могут быть как ориенэкба рт ер тированы, так и не ориентированы относительно Солнца, планет илн е ,Феэ о йлрскрсгнь з~езд й эклиптики Иногда время запуска обусловливается конструктивными особенностями бортовых систем.
Этот случай здесь не рассматривается. Рис. 8.19. К определению ориентации Любая схема взаимного распоплоскости орбиты ложения нескольких спутников определяется угловым расстоянием между восходящими узлами орбит и фазовым положением Ф каждого спутника в плоскости орбиты. Поа временем создания спутниковой системы Р понимается время, отсчитываемое от момента запуска первого до момента запуска последнего спутника, Плоскостью отсчета называется плоскость орбиты, относительно которой располз. гаются остальные плоскости системы спутников. При ориентации системы спутников относительно Солнца (планет] за плоскость отсчета принимается та.
в которой расположен вектор, направленный из центра Земли на Солнце (планету), а ее наклонение к плоскости экватора соответствует наклонению плоскостей создаваемой системы спутников При произвольной ориентации системы спутников за плоскость отсчета принимается плоскость первого спутника. Ориентация плоскости орбита относительно Солнца (планеты) определяется углом В, заключенным между вектором йг, перпендикулярным к плоскости орбиты, н вектором С, направленным из центра Земли на Солнце (планету) (рис. 8.19). Положение вектора Я7 определяется наклонением 1 и восходящим узлом орбиты й, положение вектора С вЂ” углом прямого восхождения цО и углом склонения бО Солнца (планеты).
Скалярное произведение единичныи векторов йт ((О) и С (аО, 8О) позволяет найти угол между этими векторами: созй= ыпгсоз ЬС з)п (Я вЂ” цО)+ з!п ЬО сов) (О' <й < 180'). (8.32) Ориентация плоскостей орбит считается положительной при Д)%' и отрицатель- ной при В(90'. При ()=90' получается плоскость отсчета Положение плоскости орбиты относительно любой другой плоскости определяется углом 1р. Ориентация плоскостей относительно плоскости отсчета считается отрицатель- ной, если отсчет углов 1р1 1 (где / †ном плоскости) ведетсв от восходящего узла плоскости отсчета по часовой стрелке, и положительной, если отсчет ведется против часовой стрелки (смотря на плоскость экватора с Северного полюса), С течением времени вследствие прецессии орбит и перемещения Земли вместе с орбитами относительно Солнца (плаиеты) угол [) изменяется.
За счет годового дви- жения Земли вместе с орбитой спутника относительно Солнца (планеты) за время г изменяется угол прямого восхождения, который приближенно вычисляется по формуле а. =а. + —, 2п( О О (8. 33) 1де ҄— продолжительность тропического года (7=3%,2422 солнечных суток); аΠ— начальное значение аО о За это же время долгота восходящего узла орбиты изменяется иа величину Я = Яо — С 005 ! (8.
34) Т ' Время запуска одиночного сцутника Время запуска спутника в плоскость орбиты с наклонением ! и узлом Я определяется по формуле Я+ Дб — ьо — 00 го = +Ма тз "з где 84 — среднее звездное время в гриивичскую полночь; берется ежегодника иа дату пуска; (8. 36) из Астрономического 7 !кВо 1, Ьй = агсз!п ~ '1 !а! )' Ва и бе — широта и долгота точки выведения; Ма = Ага+1 — постоянная времени, учитывающая номер пояса дгч, принятого при отсчете времени, и декретное время 14 (для московского времени Мо = = 3"); т, — продолжительность активного участка траектории выведения. Время запуска спутника в плоскость орбиты, угол ориентации которой составляет 8(агс соз [5!и(!+6О)), вычисляется по формуле ав + Д б + да — Ео — Во + Ме — т;, (8. 37) ! 005 8 — 51п ьО 005 1 здесь йа = агсз!и 510 «05 ВО аОи бΠ— угол прямого восхождения и угол склонения Солнца (плаиеты); берутся иэ Астрономического ежегодника иа дату пуска Время запуска !4 спутника в плоскость отсчета вычисляется по формуле (8.
37); при этом принимается [) 90; т. е. Ьа = агсз!и (!д 5О с!8 !). где Яе — начальное значение Я. С (2л)т з, 888 796 рз!з (1 ез)эт4!а (1 ез'учт /т Совместно решая уравнения (8. 32), (8. 33), (8. 34), можно найти изменение угла [) с течением времени. При одинаковых~ значениях наклонения, периода обращения и эксцеитриситета двух орбит угол 1р с течением времени сохраняет постоянное значение. При наличии ошибок выведения спутников в этих параметрах (М, бТ и бе) за счет неодинаковой величины прецессии орбит угол р изменяет свое первоначальное значение. Изменение угла 1р определяется по формуле Г соз ! 5101 / 1 4 1 г 'р — уо =С ~ ЬТ+ В!+!1 — ) Ье~ +Втю, (8 36) зт 4 1 — е 1 Т где бф,— изменение угла 1р за счет неточного иыдерживаиия расчетного времеви запуска спутников; 1ре — начальное значение ф.
Время запуска спутника в плоскость, восходящий узел которой от восходящего узла плоскости отсчета расположен на угловом расстоянии Чз, вычисляется по формулам: — при положительной ориентации плоскости орбиты Г = ГО + жЕРзз (1 ар 1 УРзз Рза )+ = го+ ( о+ — ); (8.38) 2н+ау ) 2н+ьу ар ( 2п 7' !+в 2п — при отрицательной ориентации плоскости орбиты ( 2н) 2н (2зз ) "( 2н)( 2тс) где величина тв находится по следующему правилу: лче =0 при ат < — (у подставляется в градусах); 15 то=1 при — (Ьт - 24 у ь. 15 (8.
39) ШО = 2 При 24Ь (ат < 48Ь ° те =-3 при 48" (Ьт м 72" и т. дч Є— продолжительность звездных суток; Лт — время подготовки ракеты-носителя, спутника и пусковой установки к очередному пуску в ч; Рзв Ьу = С соз в Т Т вЂ” период обращения ИСЗ. Создание системы из Х плоскостей, в каждой из которых по одному спутнику, расположенных симметрично относительно плоскости отсчета, в которой пах~едигея вектор Земля — Солнце Время запуска первого спутника определяется по формуле ~1 = гз + агг + агз (8. 40) где 0,5 ~~', у,, )=г (8.
41) г =-гав 1= шз — поправка, учитывающая прецессию орбиты первого спутника за время создания системы Р; 24Р ага =в — поправка, учитывающая перемещение Земли вместе относительно Солнца (планеты) за время Р, П р и м е ч а н и е. Если в правой части формулы (8. 4! ) чвсло, равное х, то (8. 43) с орбитой первого спутника получается отрицательное 23зббвв04в ) к (. Время запуска гн, последующих спутников при произвольном расположении их по фазам накодится с помощью выражения Х уу — 1 'чз лу гу.=- г~+(7 — 1)глеРз ('— ~ +Рзв 2н+Ьт 2п+ау (8. 44) 270 Х Д у) г — сучма угловых расстояний между восходящими узлачи орбит; у-г Р, 12 лег = С вЂ” сов(— (8. 42) Т Л где У вЂ” номер плоскости орбиты или номер запускаемого спутника; йу — 1 = 71+ т2+ .
+ ту+ + тх 21 у 2 хр; — угловое расстояние между восходящими узлами у — 1 и у-й плоскостями. Время создания системы Х уу- Р (й 1) пчуРзв (1 йу 1 у 2 ) +Рзв 2п+Ьу у 2п+ау (8. 45) Время запуска 1ур последующих спутников при обеспечении равенства фаз для всех спутников системы вычисляется по формуле Х уу-т У 2 ~2п — (- Т+Ссоз1)пс~ (8. 46) псТ, Г5зв где и, =- — и выражение, заключенное в квадратных скобках, округляются до бли- Т жайшего целого числа. Время создания системы Х Х уу- 2 -[ (8.
47) п,Т 12я — (55 Т + С соз 5)п, ~ 3 тле л„и величина в квадратных скобках округляются до ближайшего целого числа. Создание спутниковой системы из Х плоскостей орбит, в каждой из которых по одному спутнику Ориентация плоскостей й орбит в пространстве произвольная, т. е. время запуска первого спутника может быть любым. Время запуска всех спутников относительно плоскости отсчета определяется: — при положительной ориентации плоскостей орбит по формуле (8.44); — при отрицательной ориентации плоскостей орбит по формуле л ~ уу— У 2 ууо = 1, + (у — 1)гпоРзв(1 — ) + Рзв ( — 1).
(8 48) 2я 1 2п ~ 2п Время создания системы х Рзв ( 2 ) 2 ( )' (8. 49) При создании таких систем в каждые сутки для каждого у имеетсв два значения времени запуска: 12, и 12, Создание системы, состоящей нз х плоскостей, в каждой из которой по г спутников Спутники на орбитах с зхсцентрисигегом е(0,01. Время запуска спутника Рзв Д1 =(з — 1)тг 5 Ьу 1+— 2п (8. 51) 271 в у-ю плоскость, в зависимости от той или иной ориентации плоскостей в пространстве, определяется по формулам (8. 44) и (8. 48) соответственно. Запуск спутников в одну и ту же плоскость орбиты с одним и тем же азимутом пуска при наклонении орбит 1Ф90' с одной пусковой установки может производиться не более чем один раз в каждые сутки. В случае проведения маневра на активном участке траектории выведения возможно и большее число раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
