Соловьев В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.Е. Управление космическими полетами. Часть 2 (2010) (1246993), страница 3
Текст из файла (страница 3)
22 (2.2. Временные нривязки Однако и зти лополиительные задачи космической баллистики, шаемые в большинстве на стадиях составления проектного и ра-очего планов полета, не равнозначны по содержанию (рис. 12.1) и >вню иерархии (не менее двух уровней). ,(Г) Эл(с) Эс(г) гг в г„ Рис.
12.1. Двухуровневая схема решения задач космической баллистики Первый уровень включает задачи расчета исходных данных (ИД) для решения вспомогательных задач (расчет эфемерид Луны, Солнца, временных привязок), второй — собственно решение этих залач (построение трассы, определение астробаллистическнх условий, условий видимости и др.). 12.2. ВРЕМЕННЫЕ ПРИВЯЗКИ При планировании и баллистическом сопровождении управлен"Я КП важное значение отводится временным привязкам КА на орбитах, выполнению тех илн иных полетных операций (особенно сгандартных), а также учету времени существования КА на орбите "т- л.
(79), принципе в космической баллистике за единицу может быть принят любой постоянный промежуток времени. Однако на практике п межутк предпочтение для задания эталонных единиц отдается пропроцесс жуткам, связанным с такими естественными периодическими Земли роцессами, как вращение Земли вокруг своей оси и обращение мли вокруг Солнца. 23 Глава!2. Баиистическое обеснечение нреднолетной нодготовкн Промежуток времени, в течение которого Земля делает один оборот вокруг своей осн относительно какой-либо точки на небе, называют сутками. Определять продолжительность суток могут точка весеннего равноденствия, центр видимого диска Солнца (смещенный годичной аберрацией), «среднее Солнце», т.
е. любая фиктивная точка, положение которой на небе теоретически люжет быть вычислено для любого момента времени. Промежутки времени, устанавливаемые с помощью указанных реперных точек, называют соответственно звездными сутками Т„ истинными солнечными сутками Т„, средними солнечными сутками Т,. Звездное время 5 в любой момент равно сумме времени прохождения прямого восхождения светила а, выраженного угловой мерой, и его часового угла. Если а+ г> 24", то 5 = (а+ г) — 24'. В момент верхней кульминации светила его часовой угол г = О и тогда 5 = а, в момент нижней кульминации г = 12" и, следовательно, 5 = а+ 12'.
Истинное солнечное время Т на фиксированном меридиане равно геометрическому часовому углу истинного Солнца, выраженному в часовой мере, плюс 12", т. е. То =гь оь12". (12.1) Момент верхней (нижней) кульминации центра видимого диска Солнца на соответствующем мгновенном меридиане наблюдения называют истинным полднем (полночью). Данная шкала времени используется для вычисления параметров термосферы над заданной точкой земной поверхности. Связь истинного солнечного времени со средним выражается через разность часовых углов истинного Солнца: (12.2) 1=го Могут использоваться две фиктивные точки — среднее эклинтическое Солнце и среднее экваториальное Солнце.
Среднее эклиптическое Солнце равномерно движется по эклиптике и совпадает с истинным в момент прохождения Землей перигелия. Среднее экваториальное Солнце движется равномерно по экватору со средней скоростью истинного Солнца и одновременно со средним эклиптическим Солнцем проходит точку весеннего равноденствия. !2,2. Вреиенные нриеаки Средние солнечные сутки — промежуток времени между двумя „-дедовательнымн нижними кульминациями среднего экваторильного Солнца на одном и том же географическом меридиане.
Переход от истинного солнечного времени к среднему солнечному времени, и наоборот, осуществляется по соотношениям Т.=Т,- ); Тв = Т„+ т!. Значение з) изменяется от +14" (около 11 февраля) до — 16" (около 3 ноября) и на каждый день дается в Астрономическом ежегоднике. Задание времени на длительных временных интервалах осуществляется в годах. Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями среднего экваториального Солнца через среднюю точку весеннего равноденствия называют тропическим годом.
Тропический год состоит из 365,2421988 средних солнечных суток. Таким образом, в тропическом годе не содержится целого числа средних солнечных суток, а начало года приходится на разные моменты суток. Для повседневной жизни это весьма неудобно, поэтому подобная мера не нашла широкого применения, что послужило следствием ввода в практику специальных календарей.
Для облегчения вычислений в астрономии используют непрерывный счет суток начиная с 12 ч 1Л' (!)и!чегза! Типе) 1 января 4713 г. до н, э. В юлианском календаре (старый стиль) продолжительность гола принята равной 365 средним солнечным суткам три календарных года подряд, а каждый четвертый, называемый високосным, содержит 366 суток. Промежуток времени в 36 525 средних солнечных суток называют юлианским столетием.
В случае необходимости использования других шкал следует Указывать, в какой именно шкале вычисляется юлианская дата, например ЛЭ(ТА!). Юлианская дата стандартной эпохи .)2000.0 Равна: .)2000.0 -+ 1,12"ТТ= Л)2451545,0. Юлианская дата произвольного момента времени выражается в ~~с целого числа (номера юлианского лня) и дробной части, равной о " доле суток, протекающей от полудня до рассматриваемого момента. 25 Глава 32 Бапистическое обеспечеиие предполетной иодготовии С 1964 г. используют систему всемнрного коорднннрованного времени 13ТС (Бп!чегэа1 Тппе Соопйла1еб), которая связана не с суточным вращением Земли, а с атомной шкалой ТА1 (Тепзрз Аюпие 1птегпайопа1). Вначале близость шкал всемирного времени 13Т от всемирного координированного времени 13ТС в пределах 0,1 с достнгвлась ступенчатыми сдвигами частоты, однако начиная с 1 января 1972 г.
частотные сдвиги шкалы 1Л С отменены н введена коррекция показаний часов, функционирующих в системе 13ТС, на +1 с путем прибавления секунды преимущественно 31 декабря и (или) 30 июня, с тем, чтобы разность 13Т! — 13ТС не превосходила +0,9 с. Таким образом, шкала 13ТС является автономной, отличаясь от ТА1 на целое число секунд: ЬАТ = ТА1 — 13ТС. Данная шкала времени используется для задания начальных условий движения КА, формнрования параметров зон радиовидимости н светотеневой обстановки на орбите аппарата. В рамках решения задач баллистического проектнровання временные привязки осуществляют относнтельно опорных моментов, называемых эпохами. За начало эпохи при проведении большннсгва баллистических расчетов в прошлом столетии принимался 1900 г.
(в настоящее время — 2000 г.). Время Т, от начала эпохи рассчитывалось по формуле Т, = йl 36525, определяющей время в юлнанскнх столетиях, прошедшее от наступления нуля часов 1 января 1900 г (условно «О-го января 1900 г.»). Значение й задавалось зависимостью ГМ, -11 г, = 365Мо+ ~ ~+ И+ г — 0,5, 4 (12.4) 26 где Мв = М вЂ” 1900 (Мв = М вЂ” 2000 для текущего столетия); М вЂ” год, ~М -Л на который определяется эфемерида; ~ — целая часть числа; Н вЂ” число дней от 0-го января года, для которого ведутся вычисления; г — текущее время в выбранной дате. Выбор эпохи по схеме, оговоренной выше, вообще говоря, не является строго каноннзированным процессом.
За нулевой может быть принят любой год, например привязанный к началу работ по планированию какого-либо долговременного космического полета. В частности, при временной привязке бортового времени ОК 1Э З яназиз астробаллистических условий функииоиирования Кл ,1ир» за нулевой был принят 1985 г. При этом с целью повыше«ирн иия „я точности временных привязок могут вводиться ограничения ия ье я максимальное значение бортового времени, что, в свою очерезь. „ь зезает необходимым осуществление процедур смены эпох.
12.З. АНАЛИЗ АСТРОБАЛЛИСТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ фУНКПИОНИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Весьма важным вопросом, существенным образом влияющим на пзанирование полетных операций, является определение продолжительности пребывания КА на теневых и освещенных участках орбиты. Используемая на практике методика определения астробалзистических условий функционирования КА подробно описана в работах [8, 79„89]. Здесь, ориентируясь на известные результаты, ограничимся кратким, конспективным ее изложением. В общем случае тень планеты включает две области (рис.
12.2): полную тень и полутень. Область полной тени имеет конусообразную форму и расположена с противоположной от Солнца стороны. К полутени обычно относят область между областями полной тени и полной освещенности. Уменьшение интенсивности солнечного излучения в этой области обусловлено тем, что диск Солнца частично закрывается планетой. Область полной Полива ень Рис. 12.2. Геометрия областей тени и полутени Обычно КА считается находящимся в тени, если не освещается п ямы рямыми лучами Солнца; находящимся в полутени, если освещается п Солнца " прямыми лучами неполного диска Солнца (когда часть диска лица закрыта от аппарата Землей); находящимся в зоне освеще- В пе если освещается прямыми лучами всего диска Солнца.
реф акци перечисленных случаях не учитывают такие эффекты, как фракция или тень, создаваемая Луной. Рефракцию не учитывают 27 Глава 12. Бшлистическое обеспечение предполетной подготовки из-за особой сложности вычислений, связанных с данным эффектом. Поскольку рефракция увеличивает продолжительность освещенного участка определение светотеневой обстановки дает приблизительное минимальное время нахождения КА в зоне освещенности. Применительно к задачам БО предполетной подготовки достаточно ограничиться приближенным определением входа в тень и выхода из нее.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
