Electromagnetic aspects in attitude dynamics of a shielded Earth artificial satellite with respect to the centre of masses

Abstract

На основе известного технического решения поставлена задача изучения динамики вращательного движения ИСЗ с системой трех заряженных экранов, представляющих собой тороидальные поверхности. Найдена плотность распределения заряда на поверхности тора. Вычислены компоненты тензора, характеризующего распределение зарядов системы трех заряженных тороидальных экранов. Для случая круговой околоземной орбиты ИСЗ и дипольной аппроксимации МПЗ получено выражение для момента сил Лоренца, действующих на ИСЗ с системой экранов в магнитном поле Земли. Построена математическая модель, описывающая динамику вращательного движения ИСЗ в МПЗ и построен ее первый интеграл. Найдены возможные прямые положения равновесия ИСЗ в орбитальной системе координат. Получены достаточные условия устойчивости ППР с использованием построенного первого интеграла с учётом влияния гравитационного момента и в предположении об его отсутствии. Построена область устойчивости для ППР с учётом гравитационного момента при различных параметрах системы. Найдены стационарные режимы вращения ИСЗ в орбитальной системе координат. Получены достаточные условия устойчивости найденных стационарных режимов вращения ИСЗ.

On the basis of the known technical solutions the task of studying the dynamics of rotational motion of the satellite with a system of three charged screens, representing a toroidal surface. Found density of the charge distribution on the surface of a torus. Calculated tensor components characterizing the charge distribution system of three charged toroidal screens. In the case of a circular Earth orbit satellites and the dipole approximation of inventories, the expression for the moment of the Lorentz forces acting on the satellite system with screens in the Earth's magnetic field. A mathematical model describing the dynamics of rotational motion of the satellite in inventories and built its first integral. Find a way to direct the equilibrium position of the satellite in the orbital coordinate system. Sufficient conditions for the stability of SPR with built first integral taking into account the influence of the gravitational torque and the assumption of his absence. Built for stability of the region, taking into account the gravity PPR at various points in the system parameters. Found stationary states of rotation of the satellite in the orbital coordinate system. We obtain sufficient conditions for the stability of stationary rotation modes found satellites.