Стабилизация электрически заряженного космического аппарата в плоскости орбиты

Аннотация

В работе исследуется орбитальное движение электрически заряженного космического аппарата (КА) в гравитационном и магнитном полях Земли. В качестве модели геомагнитного поля рассматривается «прямой магнитный диполь». Выводится нелинейная автономная система дифференциальных уравнений движения центра масс КА в декартовой и сферической системах координат. Проводится аналитическое исследование влияния силы Лоренца на орбитальное движение заряженного КА. Находится приближенное решение системы дифференциальных уравнений движения КА, выведенного на наклонную круговую орбиту. Приводятся результаты численного моделирования орбитального движения КА на основе нелинейной системы дифференциальных уравнений. Проводится сравнение аналитического и численного решений. Решается задача стабилизации центра масс КА в плоскости орбиты. Предлагаются способы управления с обратной связью, основанные на применении реактивных двигателей. Дано техническое обоснование предложенных способов управления, позволяющих стабилизировать центр масс заряженного КА в малой окрестности плоскости первоначальной орбиты.

Ключевые слова:

космический аппарат, геомагнитное поле, сила Лоренца, орбитальное движение, стабилизация