О решении задачи наведения спутника-осветителя на заданный район поверхности Земли и оценка освещенности

Представлен космический аппарат с большим солнечным парусом, предназначенный для освещения приполярных районов поверхности Земли во время полярной ночи солнечным светом, отраженным от зеркальной поверхности паруса. Для выполнения целевой функции на участке орбиты над горизонтом освещаемого района парус ориентируется таким образом, чтобы отраженный им солнечный свет падал в этот район. При необходимости несколько подобных аппаратов могут обеспечить непрерывное освещение заданного района. Проанализированы требуемые скорости поворота и углы ориентации паруса для обеспечения непрерывного освещения цели, и предложен алгоритм расчета этих параметров. Дополнительно проведены оценки величины освещенности и числа аппаратов, необходимых для этой цели. Для верификации разработанного алгоритма выполнено математическое моделирование для двух случаев положения Солнца: Солнце находится под углом 40° к плоскости орбиты и плоскость орбиты перпендикулярна направлению на Солнце

Литература

[1] Егоров М.А., Егоров В.А., Сазонов В.В. Управление элементами орбиты спутника-осветителя // Космические исследования. 1995. Т. 33. № 2. С. 220–224.

[2] Богданов К.А., Зыков А.В., Легостаев В.П. и др. Задачи управления движением космического аппарата с вращающимся солнечным парусом / под ред. С.Н. Тимакова. Королёв: РКК «Энергия», 2016. 116 с.

[3] Динамика вращающегося солнечного паруса в процессе его раскрытия / В.П. Легостаев, А.В. Субботин, А.В. Зыков, А.В. Сумароков, С.Н. Тимаков // Прикладная математика и механика. 2015. Т. 79. № 1. С. 48–60.

[4] Сумароков А.В. Наведение камеры высокого разрешения при видеосъемке поверхности Земли с МКС // Навигация и управление движением: Материалы ХVII конф. молодых ученых. СПб.: Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2015. С. 561–568.

[5] Сумароков А.В. О наведении камеры высокого разрешения, установленной на борту МКС, посредством двухосной поворотной платформы // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 4. С. 85–97. DOI: 10.18698/0236-3933-2016-4-85-97

[6] Бранец В.И., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.: Наука, 1992. 280 с.

[7] РД 50-25645.325–89. Спутники Земли искусственные. Основные системы координат для баллистического обеспечения полетов и методика расчета звездного времени. М.: Изд-во стандартов, 1990. 19 с.

[8] Эльясберг П.Е. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли. М.: Наука, 1965. 540 с.

[9] ГОСТ Р 51794–2001. Аппаратура радионавигационная глобальной навигационной спутниковой системы и глобальной системы позиционирования. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. М.: Изд-во стандартов, 2001. 10 с.

[10] Бранец В.Н., Платонов В.Н., Сумароков А.В., Тимаков С.Н. О стабилизации спутника связи, несущего маховики, без использования датчиков углов и угловых скоростей // Известия РАН. Теория и системы управления. 2008. № 1. С. 127–137.

[11] Сумароков А.В., Тимаков С.Н. Об одной адаптивной системе управления угловым движением спутника связи // Известия РАН. Теория и системы управления. 2008. № 5. С. 131–141.

[12] Ефимов Д.А., Сумароков А.В., Тимаков С.Н. О гиростабилизации спутника связи в отсутствии измерений угловой скорости // Известия РАН. Теория и системы управления. 2012. № 5. С. 119–128.