Electromagnetic effects in attitude dynamics of a shielded spacecraft with respect to the centre of masses

Abstract

Научно-технический прогресс позволил человеку преодолеть земное притяжение и приступить к изучению космического пространства, в частности, околоземного космического пространства. В настоящее время искусственные спутники Земли (ИСЗ) способны решать задачи различной сложности, в разных областях науки, техники и социальной жизни, начиная с военно-разведывательных космических аппаратов (КА), и заканчивая метеорологическими станциями. Развитие космодинамики и возникновение в связи с этим новых направлений в науке и технике продолжают вызывать повышенный интерес исследователей к решению задач, тесно примыкающих к классической задаче механики о вращении твердого тела вокруг точки. Одной из таких таких задач является управление угловым движением ИСЗ относительно его центра масс. Исследуя эту задачу необходимо учитывать разнообразные по своей природе силы и моменты (гравитационные, аэродинамические, электромагнитные и др.), действующие на ИСЗ в околоземном пространстве. Цель данной работы - исследовать эффективность предложенной системы заряженных экранов в решении задачи об управлении вращательным движением экранированного КА относительно центра масс. В работе рассматривается модель нецентрально поля тяготения, что существенно усложняет выражения для гравитационного момента, действующего на КА. Использована методика электродинамической компенсации постоянно действующего возмущающего момента, для решения задачи стабилизации КА, находящегося на регрессирующей вследствие сжатия Земли орбите.

Scientific and technical progress has allowed the person to overcome terrestrial gravitation and to start studying of a space, in particular, of a near-earth space. Now the artificial satellites of Earth are capable to solve problems of varying complexity, in the different field of science, equipment and social life, since the military and prospecting spacecrafts, and finishing with meteorological stations. Development of a kosmodinamika and emergence in this regard of the new directions in science and equipment continue to cause keen interest of researchers in the solution of the tasks which are closely adjoining a classical problem of mechanics about rotation of a solid around a point. One of such such tasks is management of the angular movement artificial satellite concerning its center of masses. Investigating this task it is necessary to consider forces, various by the nature, and the moments (gravitational, aerodynamic, electromagnetic, etc.) operating on an artificial satellite in near-earth space. The purpose of this work - to investigate efficiency of the offered system of the charged screens in the solution of a task on management of rotational motion of screened spacecraft concerning the center of masses. In work the model is considered it is not central fields of inclination that significantly complicates expressions for the gravitational moment operating on spacecraft. The technique of electrodynamic compensation of the permanent perturbing moment, for the solution of a problem of stabilization of the spacecraft who is in the orbit regressing owing to compression of Earth is used.