Динамика
<<  Ряды данных по причинам смерти, возрасту и полу, имеющиеся по России за 1956-2010 гг Методы изучения космических тел  >>
Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в
Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Историческая справка
Динамика полета космических аппаратов в окрестности точек либрации
Динамика полета космических аппаратов в окрестности точек либрации
Динамика полета космических аппаратов в окрестности точек либрации
Динамика полета космических аппаратов в окрестности точек либрации
Динамика полета космических аппаратов в окрестности точек либрации
Динамика полета космических аппаратов в окрестности точек либрации
Требования к орбитам
Требования к орбитам
Переход в окрестность точек либрации и построение целевых орбит
Переход в окрестность точек либрации и построение целевых орбит
Переход в окрестность точек либрации и построение целевых орбит
Переход в окрестность точек либрации и построение целевых орбит
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Применения паруса для создания и поддержания группировок в окрестности
Картинки из презентации «Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2» к уроку физики на тему «Динамика»

Автор: Denis Novikov. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока физики, скачайте бесплатно презентацию «Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 3408 КБ.

Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2

содержание презентации «Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Движение космических аппаратов с 14искомого параметра наиболее удобно брать
жидкокристаллическим парусом в окрестности оскулирующую большую полуось орбиты (или
солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2. скорость в перигее). Остальные параметры
(LCD on LPO). Н.А.Эйсмонт, Р.Р.Назиров, выбираются из некоторого множества,
Д.И.Новиков. определяемого техническими ограничениями
2Историческая справка. или соображениями эвристического
Первооткрыватели. Открытие (описание) характера. Получаемые таким образом орбиты
точек либрации. Точки либрации впервые около точек либрации являются орбитами с
были выявлены Д.Лагранжем (1736-1813) – максимальными амплитудами в плоскости XY
великим итальянским математиком, который (800000 км и более). Решение краевой
начал свою карьеру как профессор задачи строится на базе метода деления
математики в 19 лет в артиллерийском отрезка пополам, при этом решение ищется
училище. Долгое время работал в Париже. Во между случаями, когда траектория является
время французской революции был спасен от возвратной к Земле (падение) и когда
репрессий Лавуазье (который затем был аппарат уходит от Земли за некоторые
казнен). Что такое точки либрации. принятые при решении задачи пределы
Юридический характер физических законов (улет).
(по С.Лему). Во вращающейся системе 15Цели применения солнечного паруса при
координат с центром в Солнце и осью, полетах в окрестности точки либрации L.
проходящей через Землю – точки, где малое Полет вблизи L1 дает возможность
тело находится в равновесии, т.е. никуда зарегистрировать возмущения солнечного
не смещается. Коллинеарные точки либрации ветра в то время, когда возмущенная
L1, L2, L3. Треугольные точки либрации L4, область находится в 1,5 млн. км от Земли.
L5. В 1890 г. А.Пуанкаре, исследуя Что позволяет заблаговременно предупредить
устойчивость солнечной системы, установил, соответствующие службы о возможной
что треугольные точки либрации – опасности. Помещая аппарат в точки,
устойчивы, а коллинеарные – нет. расположенные дальше, чем L1 от Земли,
Подтверждение устойчивости треугольных можно увеличить время от регистрации
точек – троянцы: малые тела в окрестностях возмущения в солнечном ветре до
этих точек (обнаружено около 1900 для наступления последующих событий в
системы Юпитера и 5 – для Нептуна). магнитосфере Земли. Установкой солнечного
3Историческая справка. Пионеры полетов паруса можно этого добиться, поскольку
к точкам либрации. Роберт Фаркуар уговорил парус дает эффект уменьшения притяжения
НАСА реализовать проект полета на Солнца, как это следует из соотношения
гало-орбиту в окрестности точки либрации ниже: Для случая полного поглощения света
L1. Запуск аппарата ISEE-3 состоялся в поверхностью: Необходимые величины m/S для
августе 1978 г. В 1982 г. был переведен в удержания аппарата на расстоянии d от
L2, а затем в результате 15 включений Земли даются таблицей. D, тыс. Км. 1500.
двигателя и 5 гравитационных маневров у 2000. 2500. 3000. 4000. , Кг/м2. -.
Луны был переведен в декабре 1983 г. на 0.03468. 0.02018. 0.01502. 0.01042.
траекторию полета к комете 16Цели применения солнечного паруса при
Giacobini-Zinner; после пролета хвоста полетах в окрестности точки либрации L.
кометы в 1985 г. аппарат продолжил миссию Для идеально зеркального отражения те же
и достиг кометы Галлея в марте 1986 г. В величины достигаются при площади паруса
район Земли аппарат вернется в августе вдвое меньшей, если поток света
2014 г. Российский проект «Реликт 2» имел ортогонален поверхности. Если поместить на
целью исследование реликтового излучения с пути между источником света и идеально
борта космического аппарата в окрестности отражающей фольгой жидкокристаллическую
точки либрации L2. Для уменьшения пленку, то подавая и снимая электрическое
амплитуды орбиты с 800000 км до 250000 км напряжение на пленке, можно изменять ее
планировалось проведение гравитационного прозрачность и, соответственно силу
маневра у Луны. Проект был отменен в силу воздействия света. Если парус имеет
прекращения финансирования. возможность изменять отражательные
4Историческая справка. Заселение характеристики от зеркаль-ного отражения
окрестностей точек либрации европейскими и до полного поглощения, то появляется
американскими аппаратами на фоне возможность соответствующего изменения
фоссилизации космической техники в России. силы давления света. В ка-честве
Flown and Planned Libration-Point инструмента такого изменения предлагаются
Missions. "Acronyms: ISEE жидкокристаллические плен-ки с изменяемой
(Interna­tional Sun-Earth Explorer; SOHO прозрачностью. 2F. F. 2F. F.
(Solar Heliosphere Observatory); ACE Жидкокристаллическая пленка (прозрачное
(Advanced Composition Explorer); MAP состояние). Жидкокристаллическая пленка
(Microwave Anisotropy Probe); GAIA (Global (непрозрачное состояние). Зеркальная
Astrometric Interferometer for фольга. Зеркальная фольга.
Astrophysics); NGST (Next Generation Space 17Орбиты вблизи L1 аппаратов с парусом.
Telescope) renamed as JWST; TPF Для исследования возможностей построения
(Terrestrial Planet Finder ); XEUS (X-ray орбит аппаратов с достаточно большим
Evolving Universe Spectroscopy). Mission*. парусом был применен тот же подход, что и
Sun-Earth Lib. Point. Date of Orbit для аппаратов без паруса, т.е. в некоторой
Insertion. Mission Purpose. ISEE-3 (NASA). области допустимых оскулирующих параметров
L1, L2. 1978, 1983. Solar wind, cosmic выбиралась большая полуось,
rays, plasma studies. SOHO (ESA/NASA). L1. соответствующая переходу аппарата на
1996. Solar observatory. ACE(NASA). L1. орбиту около L1. При этом на расстояниях
1997. Solar wind, energetic particles. от Земли до ~1,3 млн. км предполагалось,
WIND (NASA). L1. 1995. Solar-wind monitor. что парус не раскрыт, затем парус
MAP (NASA). L2. 2001. Cosmic microwave раскрывался, и далее сила солнечного
background. Genesis (NASA). L1. 2001. давления предполагалась соответствующей
Solar-wind composition. Herschel (ESA). зеркальному отражению, а парус считался
L2. 2007. Far infrared telescope. Plank ориентированным ортогонально направлению
(ESA). L2. 2007. Cosmic microwave на Солнце. Указанный подход оказался
background. Eddington (ESA). L2. 2008. достаточно эффективным. Как видно из
Stellar observations. NGST (NASA). L2. приводимых рисунков, применение паруса
2010. Deep space observatory. приводит к смещению орбиты дальше от Земли
Constellation-X (NASA). L2. 2011. X-ray (что и требовалось), увеличению размеров
astronomy. GAIA (ESA). L2. 2012. Galactic орбиты и периода движения по орбите. В
structure, Astrometry. TPF(NASA). L2. крайнем случае, при стремлении размеров
2012. Detection of distant planets. паруса к очень большим период орбиты, как
XEUS(ESA). L2. 2014. X-ray astrophysics. и следовало ожидать, стремится к
DARWIN (ESA). L2. 2014. Detection of орбитальному периоду Земли.
Earth-like planets. 18Управление движением с помощью
5Историческая справка. SOHO. солнечного паруса. Были проанализированы
6Историческая справка. Herschel. возможности применения паруса для целей
7Историческая справка. GAIA. управления движением. Предполагалось, что
8Историческая справка. Причины можно управлять положением паруса и его
интенсивного использования окрестностей отражательной способностью. Первое
коллинеарных точек либрации: возможность задавалось как два угла направления
уйти от влияния радиационных поясов и нормали к поверхности паруса относительно
излучения Земли, оставаясь в пределах эклиптики, второе – как отношение
приемлемой дальности по условиям работы полностью поглощающей площади поверхности
радиолиний; мало меняющийся тепловой режим к общей площади паруса (непоглощающая
космического аппарата, в том числе не часть - зеркальна). Создаваемое парусом
заход аппарата в тень Земли; возможность ускорение описывается формулой: где: T0 -
постоянного мониторинга солнечного ветра вектор ускорения аппарата, создаваемый
при полете в окрестности L1 в той его силой давления солнечного света; ; k
части, которая достигает Земли; удобство -отношение полностью поглощающей площади
построения группировок космических ко всей площади паруса; ? - угол между
аппаратов в силу относительно малого вектором направления от Солнца к аппарату
градиента силы тяжести. Более половины и вектором ; N0 - единичный вектор,
грядущих научных проектов планируется ортогональный поверхности паруса. В
проводить в окрестностях коллинеарных номинальном случае ? = 0, k = 0. Маневры
точек либрации. уменьшения амплитуды в плоскости XY
9Динамика полета космических аппаратов моделировались исходя из результатов для
в окрестности точек либрации. Выбор орбит, аппаратов без паруса, а также в
выведение и управление. В солнечно предположении, что мы можем только
эклиптической системе координат с центром уменьшить силу солнечного давления, т.е.
в точке либрации (ось X – на Солнце, Z – в номинальный случай – зеркальное отражение.
полюс эклиптики) линеаризованные уравнения 19Управление движением с помощью
движения аппарата можно записать в виде: солнечного паруса. Приводимые рисунки
,где K определяется параметрами Солнца и иллюстрируют реализацию подхода,
Земли. Решение этой системы представляется воспроизводящего концепцию, развитую для
следующим образом: Константы Ai случая аппаратов без паруса. Выполняются
определяются начальными условиями три маневра, первые два длительностью по
движения. При их выборе, приводящем к 30 дней, третий - 10 дней. Парус
нулевым коэффициентам при экспоненте с отклоняется таким образом, что нормаль к
положительным показателем, аппарат его поверхности остается в плоскости
остается на орбите, принимающей в проекции эклиптики (указанные на рисунках углы -
на XY форму эллипса. это углы нормали с направлением на Солнце
10Динамика полета космических аппаратов и плоскостью эклиптики). Как видно из
в окрестности точек либрации. Выбор орбит, рисунков, маневры парусом позволяют в три
выведение и управление. В общем случае мы приема уменьшить исходную амплитуду орбиты
имеем орбиты Лиссажу. вдоль оси Yот исходных 2200 тыс. км до 550
11Требования к орбитам. Как правило, тыс. км при нагрузке на мидель 0.07 кг/м и
есть ограничение на амплитуду орбиты вдоль от 3400 до 1200 тыс.км при нагрузке на
оси Y. Для большинства экспериментов – это мидель 0.054 кг/м. Следующий рисунок
100-250 тыс. км, однако есть проекты, иллюстрирует возможности изменения
допускающие максимальные амплитуды (800 амплитуды вдоль оси Z.
тыс. км). Максимальные амплитуды 20Управление движением с помощью
получаются при одноимпульсном переходе на солнечного паруса. В этом случае
орбиту в окрестности точек либрации, когда тридцатидневное отклонение паруса от
аппарату сообщается только один импульс, номинального положения, так чтобы создать
переводящий его с промежуточной составляющую по нормали к эклиптики (13.5
околоземной орбиты на орбиту в окрестность градуса отклонения нормали к парусу от
точки либрации. Далее необходимо совершить плоскости эклиптики) приводит к изменению
маневр перехода на орбиту с меньшей направления движения аппарата вокруг оси X
амплитудой. Направление соответствующего на противоположное. Маневр проводится в
импульса определяется анализом закона районе орбиты, где координата Y по модулю
движения аппарата. Результат этого анализа близка к максимальной.
дает направление “ухода” с орбиты, т.е. 21Применение паруса для корректирующих
направление импульса, который маневров удержания аппарата на орбите в
соответствует коэффициентам при экспоненте окрестности точки либрации. Оценки
с положительным показателем: для удержания величины суммарной характеристической
аппарата на орбите следует давать импульсы скорости для удержания аппарата на орбите
в этом направлении. Угол этого направления приводят к величине около 5 м/с в год для
с осью X составляет 28,6о. При импульсе, классического случая (без паруса). В
выдаваемым в плоскости, ортогональной случае больших парусов сомнений не
этому направлению, меняется амплитуда вызывает случай, когда номинальная орбита
орбиты, составляющая убегания остается определяется для паруса с поверхностью,
нулевой. Указанное направление остается зеркальной не на 100%. С другой стороны
постоянным вдоль орбиты. Однако величина наличие паруса с переменной отражательной
требуемого импульса для изменения способностью весьма ограниченных размеров
амплитуды AX (AY) зависит от точки (порядка размеров солнечных батарей) может
маневра. Эта точка находится вблизи оси X. позволить реализовать задачу выполнения
12Требования к орбитам. Второе корректирующих маневров удержания аппарата
требование – удержание аппарата вне зоны на орбите.
тени Земли, если орбита в окрестности L2 22Применения паруса для создания и
или вне зоны радиопомех от Солнца (угол поддержания группировок в окрестности
между направлениями из центра Земли на точек либрации. XEUS. Известны ряд
Солнце и на аппарат не должен быть менее перспективных проектов, предполагающих
3о). Это требование может быть выполнено создание группировок в окрестности точки
либо за счет соответствующего выбора либрации L2 (XEUS,TPF, Darvin). Применение
начальной орбиты (как это сделано в паруса с переменной отражательной
проекте Planck, где аппарат не заходит в способностью может быть хорошей
тень в течение 6 лет после запуска), либо альтернативой использованию реактивных
за счет проведения соответствующих двигателей.
корректирующих маневров. В этом случае 23Применения паруса для создания и
оптимальными для проведения коррекции поддержания группировок в окрестности
являются точки орбиты вблизи максимальной точек либрации. TPF.
по модулю координаты Y. Корректирующий 24Применения паруса для создания и
импульс около 15 м/с позволяет избегать поддержания группировок в окрестности
захода в тень в течение 6 лет. Вследствие точек либрации. DARWIN.
неустойчивости орбиты периодически 25Литература. Материалы симпозиума по
необходимо гасить экспоненциальную полетам в окрестности точек либрации.
составляющую в параметрах движения. Обычно Proceedings of the Libration Point Orbits
эта операция проводится один раз в 1-2 and Application, Aiguablava, Spain,10-14
месяца, требуя в штатном варианте 5 м/с в June 2002,World Scientific Publishing
год. При этом, как правило, коррекция Co.Pte.LTD. 2003,
проводится не в оптимальном направлении http://www.ieec.fcr.es/libpoint/viewgraph.
(28,6о к оси X), а вдоль оси X, т.е. вдоль tml Портал Европейского Космического
направления на Солнце. Агентства http://www.esa.int
13Переход в окрестность точек либрации и N.A.Eismont&R.R Nazirov Solar Sails as
построение целевых орбит. Замечательной a Tool for Spacecraft Motion Control Near
особенностью орбит около точек либрации Solar -Terrestrial Libration Points.
является их касание орбит искусственных Proceedings of the 18th International
спутников Земли. Это означает, что при Symposium on Space Flight Dynamics. 11-15
сообщении спутнику, находящемуся на October 2004, Munich, Germany, ESA SP-548,
околоземной орбите, импульса вдоль вектора December 2004. Novikov D., Nazirov R.,
скорости при соответствующем выборе Eismont,N. Spacecraft formation control in
величины импульса и точки маневра аппарат vicinity of libration points using solar
переходит на орбиту около точки либрации sails. Small Satellites for Earth
без дополнительных маневров (в номинальном Observation. Selected Proceedings of the
случае). При этом набор допустимых 5th International Symposium of the
начальных параметров достаточно обширен, Interntional Academy of Astronautics.
так что краевая задача решается как Berlin, April 4-8, 2005. Ed.by Hans-Peter
однопараметрическая. Roezer,Rainer Sandau,Arnoldo Valenzuela.
14Переход в окрестность точек либрации и Walter de Gruyter, Berlin, New York.
построение целевых орбит. В качестве
Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2.ppt
http://900igr.net/kartinka/fizika/dvizhenie-kosmicheskikh-apparatov-s-zhidkokristallicheskim-parusom-v-okrestnosti-solnechno-zemnykh-tochek-lagranzha-l1-i-l2-145092.html
cсылка на страницу

Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2

другие презентации на тему «Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2»

«Производная функции в точке» - Программированный контроль. В точке х0=1. 1) Найти угловой коэффициент касательной к графику функции f(x)=Cosх в точке х= ?/4. Какой угол образует касательная к графику функции с положительным направлением оси ох? В точке. Найти производную функции. На рисунке изображен график производной y= f‘(x) функции f(x) определенной на интервале (-3;3).

«Космическая жизнь» - Наша Вселенная. Юрий алексеевич гагарин. Выход в открытый космос. ПЕРВАЯ ЖЕНЩИНА КОСМОНАВТ Валентина Терешкова. Космодром Байконур. ПРОЕКТ "Космический мир или Жизнь в космосе". Солнечная система. Первые советские космонавты. Первый человек на Луне. Первооткрыватели космоса ЛАЙКА. Белка и стрелка.

«Точка симметрии» - Примерами фигур, обладающих центральной симметрией, являются окружность и параллелограмм. Равнобочная трапеция имеет только осевую симметрию. Две точки А и А1 называются симметричными относительно О, если О середина отрезка АА1. Примеры симметрии плоских фигур. Симметрия в архитектуре. Центральная симметрия.

«Координаты точки» - Точка А (2;3) симметрична точке А ( -2;3 ), расположенной слева от оси ординат. Понятие симметрии (Что и когда мы узнали о симметрии ). Вывод: Симметрия в природе. Тело ящерицы симметрично относительно прямой. В природе строение тел животных так же подчиняется законам симметрии. Точка А(3:-4) симметрична точке А(-3;-4), расположенной слева от оси ординат.

«Космическое путешествие» - Развлечение «Полет в космос». Выходит в открытый космос астронавт, чтоб починить поломку. Космическая станция «Умелые ручки». Мы строили ракеты , костюмы создавали. И фантазией своей всех удивили. А вот космический обед - ни вилок здесь, ни ложек нет. Ну, а пока дети просто мечтают И кем угодно себя представляют.

«Алые паруса» - Оклеиваем корпус корабля и прикрепляем паруса. Украшаем работу лентами. Материалы. Из пенопласта вырезаем корпус корабля. «Алые паруса» готовы. Алые паруса.

Динамика

10 презентаций о динамике
Урок

Физика

134 темы
Картинки
900igr.net > Презентации по физике > Динамика > Движение космических аппаратов с жидкокристаллическим парусом в окрестности солнечно-земных точек Лагранжа L1 и L2