ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.78

Технічна механіка, 2021, 4, 44 - 55

ОРБІТИ З МІНІМАЛЬНОЮ ЗМІНОЮ ВИСОТИ. АНАЛІЗ ХАРАКТЕРИСТИК І СТІЙКОСТІ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2021.04.044

Маслова А. І., Пироженко О. В., Василів В. В.

Маслова А. І.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Пироженко О. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Василів В. В.
Earth Observing System Data Analytics,
USA

      У статті розглядаються закономірності руху супутника на майже кругових орбітах під дією другої зональної гармоніки геопотенціалу. Метою досліджень є визначення параметрів орбіт з мінімальною зміною радіуса і вивчення властивостей цих орбіт. Показано, що задача визначення параметрів орбіт з мінімальною зміною радіуса представляє теоретичний і практичний інтерес. Ці орбіти є найбільш близькими до кеплерових кругових орбіт. Практичний інтерес до таких орбіт визначається можливістю їх використання для наукових досліджень і систем спостереження Землі. На основі аналізу літератури зроблено висновок, що до теперішнього часу ще не повністю побудоване рішення даної задачі: алгоритм визначення параметрів орбіт не цілком обґрунтований і надмірно ускладнений; відсутній аналітичний аналіз стійкості орбіт мінімальної зміни радіуса. Показана ефективність застосування розробленої раніше теорії опису руху супутників на майже кругових орбітах для визначення параметрів орбіт з мінімальною зміною радіуса. З цією метою доопрацьовано рішення першого наближення руху супутників на майже кругових орбітах при впливі другої зональної гармоніки геопотенціалу. Ці рішення дозволяють легко визначати параметри орбіт мінімальної зміни радіуса. Побудовано усереднені рівняння другого наближення впливу другої зональної гармоніки на рух супутника і на їх основі доведено стійкість орбіт з мінімальною зміною радіуса. Показано, що друге наближення за малими параметрами повністю описує основні закономірності довгоперіодичного руху супутника при впливі другої зональної гармоніки геопотенціалу. За допомогою числових досліджень показана нестійкість орбіт з мінімальною зміною радіуса при врахуванні впливу більш високого порядку гармонік геопотенціалу. Аналіз області можливого застосування орбіт мінімальної зміни радіуса показав, що практичне значення такі орбіти можуть мати для дуже низьких і наднизьких орбіт, де керуючий вплив на рух супутника здійснюється не рідше, ніж раз на дві доби.
     

орбіти мінімальної зміни висоти, друга зональна гармоніка геопотенціалу, стійкість орбіти, закономірності руху

1. Rider L. Class of Minimum Altitude Variation an Oblate Earth. ARS Journal. 1961. Vol. 31. No 11. P. 1580–1582.

2. Пшеничников В. В., Лысов Н. С., Бабяк А. П. Результаты исследования характеристик орбиты минимального изменения высоты. ЦИВТИ,1978. Указатель № 3 (137).

3. Артюшенко В. М., Виноградов Д. Ю. Анализ свойств орбит минимального изменения высоты. Информационно-технологический вестник. 2017. № 4 (14). С. 3–15. https://doi.org/10.21499/2409-1650-2017-4-3-15

4. Culp R. D., Murrow R. C. Minimum Altitude Variation Arcs. SAE Transactions. 1986. Vol. 95. P. 661–670. https://doi.org/10.4271/861665

5. Vallado D. A. Fundamentals of astrodynamics and applications. Fourth Edition. Space Technology Library. 2013. 1106 p. ISBN-13: 978-1881883180.

6. Pirozhenko A., Maslova A., Khramov D., Volosheniuk O., Mischenko A. Development of a new form of equations of disturbed motion of a satellite in nearly circular orbits. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 4. N 5 (106). P. 70–77. https://doi.org: 10.15587/1729-4061.2020.207671

7. Пироженко А. В., Маслова А. И., Васильев В. В. О влиянии второй зональной гармоники на движение спутника по почти круговым орбитам. Космічна наука і технологія. 2019. Т. 25, № 2. С. 3–14. https://doi.org/10.15407/knit2019.02.003

8. Эльясберг П. Е. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли. Ленанд, 2015. 544 с. ISBN 978-5-9710-1747-9.

9. Beutler G. Methods of celestial mechanics Vol. II: Application to Planetary System, Geodynamics and Satellite Geodesy. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. 468 p. ISBN 978-3-540-26512-2. https://doi.org/10.15407/itm2018.02.017

Copyright (©) 2021 Маслова А. І., Пироженко О. В., Василів В. В.

Copyright © 2014-2021 Технічна механіка