Исследование возмущений от температурного удара панели солнечной батареи при моделировании вращательного движения малого космического аппарата вокруг центра масс


DOI: 10.34759/trd-2022-126-11

Авторы

Седельников А. В.*, Орлов Д. И.**, Сердакова В. В.***, Николаева А. С.****

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: axe_backdraft@inbox.ru
**e-mail: grand_99v@mail.ru
***e-mail: valeriay.121@yandex.ru
****e-mail: ezhevichka333@gmail.com

Аннотация

В работе рассматривается влияние температурных деформаций панели солнечной батареи при выходе малого космического аппарата из тени Земли на параметры его вращательного движения. Получены зависимости возмущающего момента от температурного удара. Оценено возникающее из-за этого возмущения угловое ускорение. Результаты работы могут быть использованы при анализе возможностей транспортировки космического мусора с помощью тросовых систем.

Ключевые слова:

температурный удар, панель солнечной батареи, малый космический аппарат, тросовая система, космический мусор

Библиографический список

  1. Казмерчук П.В., Вернигора Л.В. Метод линеаризации в задачах перелета космических аппаратов с электроракетной двигательной установкой на геостационарную орбиту // Труды МАИ. 2020. № 115. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=119924. DOI: 34759/trd-2020-115-09
  2. Воронов К.Е., Григорьев Д.П., Телегин А.М. Применение нейронной сети прямого распространения для локализации места удара микрочастиц о поверхность космического аппарата // Труды МАИ. 2021. № 118 URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=158245. DOI: 10.34759/trd-2021-118-10
  3. Асланов В.С., Нерядовская Д.В. Тросовая система в коллинеарных точках либрации L1, L2 системы Марс-Фобос // Труды МАИ. 2022. № 122. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=163923. DOI: 34759/trd-2022-122-02
  4. Sedelnikov A.V. Evaluation of the level of microaccelerations on-board of a small satellite caused by a collision of a space debris particle with a solar panel // Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, 2017, vol. 11, no. 2, pp. 121–127.
  5. Priyant C.M., Surekha K. Review of Active Space Debris Removal Methods // Space Policy, 2019, vol. 47, pp. 194-206. DOI:1016/j.spacepol.2018.12.005
  6. Aslanov V.S., Ledkov A.S. Detumbling of axisymmetric space debris during transportation by ion beam shepherd in 3D case // Advances in Space Research, 2022, vol. 69, no. 1, pp. 570–580. DOI:1016/j.asr.2021.10.002
  7. Botta E.M., Sharf I., Misra A.K. Contact Dynamics Modeling and Simulation of Tether-Nets for Space Debris Capture // Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2017, vol. 40, no. 1, pp. 110-123. DOI: 2514/1.g000677
  8. Trushlyakov V.I., Yudintsev V.V. Rotary space tether system for active debris removal // Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2020, vol. 43, no. 2, pp. 354–364. DOI:2514/1.G004615
  9. Wang Q., Jin D., Rui X. Dynamic Simulation of Space Debris Cloud Capture Using the Tethered Net // Space: Science & Technology, 2021, vol. 2021. DOI:34133/2021/9810375.
  10. Sedelnikov A.V., Serdakova V.V., Glushkov S.V., Nikolaeva A.S., Evtushenko M.A. Consideration of the Initial Deformation From Natural Oscillations of Large Elastic Elements of the Spacecraft When Assessing Microaccelerations From Thermal Shock Using a Two‑dimensional Model of Thermal Conductivity // Microgravity Science and Technology, 2022, vol. 34, no. 22. DOI:1007/s12217-022-09938-3.
  11. Shen Z., Hu G. Thermally Induced Dynamics of a Spinning Spacecraft with an Axial Flexible Boom // Journal of Spacecraft and Rockets, 2015, vol. 52, no 5, pp. 1503–1508. DOI: 2514/1.A33116
  12. Sedelnikov A.V., Serdakova V.V., Khnyreva E.S. Construction of the criterion for using a two-dimensional thermal conductivity model to describe the stress-strain state of a thin plate under the thermal shock // Microgravity Science and Technology, 2021, vol. 33, no. 6. DOI:1007/s12217-021-09912-5.
  13. Shen Z., Tian Q., Liu X., Hu G. Thermally induced vibrations of flexible beams using Absolute Nodal Coordinate Formulation // Aerospace Science and Technology, 2013, vol. 29, pp. 386–393. DOI:1016/j.ast.2013.04.009
  14. Sedelnikov A.V., Orlov D.I. Development of control algorithms for the orbital motion of a small technological spacecraft with a shadow portion of the orbit // Microgravity Science and Technology, 2020, vol. 32, no. 5, pp. 941–951. DOI:1007/s12217-020-09822-y
  15. 15.Belousova D.A., Serdakova V.V. Modeling the temperature shock of elastic elements using a one-dimensional model of thermal conductivity // International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing, 2020, vol. 11, no. 6, pp. 2050060. DOI:10.1142/S1793962320500609
  16. 16.Gorozhankina A.S., Orlov D.I., Belousova D.A. Problems of development motion control algorithms for a small spacecraft for technological purpose taking into account temperature deformations of solar panels // Journal of Physics: Conference Series, 2020, vol. 1546 (1), pp. 012015. DOI:10.1088/1742-6596/1546/1/012015
  17. 17.Orlov D.I. Modeling the Temperature Shock Impact on the Movement of a Small Technological Spacecraft // AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2340 (1). pp. 050001. DOI:10.1063/5.0047296
  18. 18.Thornton E., Kim Y. Thermally induced bending vibrations of a flexible rolled-up solar array // AIAA Journal of Spacecraft and Rockets, 1993, vol. 30, no. 24, pp. 438-448.
  19. 19.Chamberlain M.K., Kiefer S.H., Banik J.A. On-orbit structural dynamics performance of the roll-out solar array // American Institute of Aeronautics and Astronautics Spacecraft Structures Conference, 2018. DOI:10.2514/6.2018-1942.
  20. 20.McDowell J.C. The Low Earth Orbit Satellite Population and Impacts of the SpaceX Starlink Constellation // The Astrophysical Journal Letters, 2020, vol. 892, no. 2. DOI:10.3847/2041-8213/ab8016.

    21. Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход