ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ОСВЕЩЕННОСТИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА СОЛНЦЕМ В ПРОЦЕССЕ ЕГО ВЫВЕДЕНИЯ НА ГЕОСТАЦИОНАРНУЮ ОРБИТУ

© В.П.Казаковцев, В.В.Корянов, П.В.Просунцов, А.Г.Топорков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2015 г.

В процессе выведения космического аппарата (КА) на геостаци-онарную орбиту (ГСО) возникают проблемы сохранения формы ан-тенны, обусловленные условиями освещенности поверхности КА Солнцем и наличием захода аппарата в тень Земли.

Настоящая работа посвящена вопросу определения условий освещенности поверхности КА и оценке времени возможного нахож-дения аппарата в тени от Земли при его переходе с орбиты ожидания на ГСО. Радиус круговой орбиты ожидания, наклонение плоскости орбиты и долгота восходящего узла считаются заданными. Рассматриваются различные начальные положения Солнца в момент старта КА с орбиты ожидания.

В работе использована математическая модель движения КА в проекциях на оси инерциальной системы координат, дан алгоритм преобразования координат КА в эклиптическую систему координат, представлены формулы для определения угла между направлением солнечных лучей и продольной осью аппарата, а также сформулированы условия попадания КА в тень от Земли. Расчеты параметров движения КА от орбиты ожидания до ГСО проводились для случая использования двухимпульсного перелета.

Анализ результатов расчетов показал, что при фиксированных величинах параметров орбиты ожидания, условия освещенности по-верхности КА при его движении по переходной эллиптической орбите во многом определяются начальным положением Солнца в момент старта с орбиты ожидания. Время нахождения КА в тени от Земли в основном определяется величиной нормальной составляющей скоро-сти. При использовании двухимпульсного перелета по вытянутой эл-липтической орбите величина нормальной составляющей скорости значительно уменьшается при подходе КА к ГСО. Поэтому макси-мальное время нахождения КА в тени от Земли определяется на мо-мент подхода КА к ГСО. При соответствующем выборе момента стар-та КА с орбиты ожидания и положения Солнца можно избежать попа-дания аппарата в тень от Земли на конечном участке переходной орбиты.

Условия освещенности поверхности КА Солнцем во многом определяются углом между направлением солнечных лучей и положе-нием продольной оси КА. В работе рассматривался вариант, когда продольная ось КА все время направлена к центру Земли. Время пере-хода КА на ГСО при двухимпульсном перелете равно приблизительно 5,33 часа. Положение Солнца в инерциальной системе координат за время перехода КА на ГСО изменится незначительно. Поэтому графи-ки изменения величины угла между направлением солнечных лучей и продольной осью КА практически определяются начальным положе-нием Солнца.

Предложенная методика расчета условий освещенности поверхности КА Солнцем и времени возможного нахождения аппарата в тени от Земли может быть использована для различных вариантов перехода на ГСО.