stringtranslate.com

Стабилизация градиента гравитации

Гравитационно-градиентная стабилизация или приливная стабилизация — это пассивный метод стабилизации искусственных спутников или космических тросов в фиксированной ориентации, использующий только распределение массы орбитального тела и гравитационное поле. Главным преимуществом по сравнению с использованием активной стабилизации с помощью топлива , гироскопов или реактивных колес является низкое использование энергии и ресурсов. Это также может снизить или предотвратить риск загрязнения топлива чувствительных компонентов. [1]

Рисунок спутника GEOS-A, на котором изображена стрела с прикрепленным грузом и другими компонентами.
Конструкция спутника GEOS-A позволяла осуществлять стабилизацию с помощью градиента гравитации с помощью груза, прикрепленного к стреле.

Метод использует гравитационное поле Земли и приливные силы для удержания космического корабля в нужном положении. Гравитация Земли уменьшается по закону обратных квадратов , и при удлинении длинной оси перпендикулярно орбите «нижняя» часть орбитальной структуры будет сильнее притягиваться к Земле. Эффект заключается в том, что спутник будет стремиться выровнять свою ось минимального момента инерции вертикально.

Первая попытка использовать эту технику в пилотируемом космическом полете состоялась 13 сентября 1966 года во время миссии США Gemini 11. Космический корабль Gemini был прикреплен к целевому транспортному средству Agena с помощью 100-футового (30-метрового) троса. Попытка оказалась неудачной, так как был создан недостаточный градиент для поддержания натяжения троса. [2]

Спутниковый эксперимент Министерства обороны по гравитации (DODGE) стал первым успешным применением метода на окологеосинхронной орбите на спутнике в июле 1967 года. [3]

Гравитационно-градиентная стабилизация впервые была использована на низкой околоземной орбите и безуспешно испытывалась на геосинхронной орбите в спутниках прикладных технологий ATS-2 , ATS-4 и ATS-5 с 1966 по 1969 год. [4]

Лунный орбитальный аппарат Explorer 49, запущенный в 1973 году, был ориентирован по градиенту гравитации (ось Z параллельна местной вертикали). [5]

Установка длительной экспозиции (LDEF) использовала этот метод для 3-осевой стабилизации; рыскание вокруг вертикальной оси было стабилизировано. [6] : 7 

Попытка реализовать стабилизацию градиентом гравитации была предпринята во время миссии NASA TSS-1 в июле 1992 года, но проект провалился из-за проблем с развертыванием троса. [7] В 1996 году была предпринята еще одна попытка, TSS-1R, но она провалилась из-за разрыва троса. Непосредственно перед отделением троса натяжение троса составляло около 65 Н (14,6 фунта). [8]

Смотрите также

Внешние ссылки

Ссылки

  1. ^ Гринтер, Кей (8 января 2010 г.). «Извлечение LDEF обеспечило разрешение, лучшие данные» (PDF) . Новости космопорта . NASA. стр. 7 . Получено 22.01.2014 .
  2. ^ Гатланд, Кеннет (1976), Пилотируемый космический корабль, второе издание , Нью-Йорк, США: MacMillan Publishing Co., Inc., стр. 180–182, ISBN 978-0-02-542820-1
  3. ^ Космическая страница Гюнтера: DODGE
  4. ^ "Applications Technology Satellite Program". NASA . Получено 31 декабря 2022 г.
  5. ^ «Подробности космического корабля NASA NSSDCA — Explorer 49».
  6. ^ "Урок, извлеченный из Long Duration Exposure Facility. Stuckey. 1993" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2017-04-29 . Получено 2017-05-15 .
  7. ^ Добровольни, М.; Стоун, Н. Х. (1994). «Технический обзор TSS-1: Первая миссия системы Tethered-Satellite». Il Nuovo Cimento C. 17 ( 1): 1–12. Bibcode : 1994NCimC..17....1D. doi : 10.1007/BF02506678. S2CID  120746936.
  8. ↑ NASA, TSS-1R Mission Failure Investigation Board, Final Report, 31 мая 1996 г. (дата обращения: 7 апреля 2011 г.)

  • в
  • т
  • е