Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 4. С. 81-88
Оценка угловой скорости вращательного движения малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли «Аист 2Д»
1 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия
Одобрена к печати: 04.08.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-81-88
Приводится исследование вращательного движения малого космического аппарата (КА) дистанционного зондирования Земли «Аист 2Д» под действием возмущающих факторов по данным бортовых измерений. Качество выполнения целевых задач малым КА зависит от удовлетворения требованиям по угловой скорости. Изучены различные режимы эксплуатации малого КА. В работе получена оценка угловой скорости вращательного движения малого КА «Аист 2Д» вокруг центра масс в режимах ориентации и переориентации. Для оценки были использованы измерения компонентов вектора индукции магнитного поля Земли с помощью бортовых магнитометров. Построены зависимости компонентов вектора угловой скорости от времени в режимах ориентации и переориентации. Проведён анализ данных зависимостей на предмет соответствия требованиям по угловой скорости для качественного выполнения целевых задач дистанционного зондирования Земли. Полученные результаты принципиально совпадают с данными других авторов. Они могут быть использованы при анализе требований, накладываемых на работу системы управления движением малого КА, а также параметров и состава исполнительных органов этой системы для качественного и эффективного выполнения им целевых задач дистанционного зондирования Земли.
Ключевые слова: малый космический аппарат дистанционного зондирования Земли, вращательное движение вокруг центра масс, угловая скорость вращательного движения, восстановление непрерывного сигнала
Полный текстСписок литературы:
- Кирилин А. Н., Ахметов Р. Н., Шахматов Е. В., Ткаченко С. И., Бакланов А. И., Салмин В. В., Семкин Н. Д., Ткаченко И. С., Горячкин О. В. Опытно-технологический малый космический аппарат «Аист-2Д». Самара: СамНЦ РАН, 2017. 324 с.
- Abrashkin V. I., Voronov K. E., Piyakov A. V. et al. Uncontrolled rotary motion of the AIST small spacecraft prototype // Cosmic Research. 2017. V. 55. No. 2. P. 128–141. DOI: 10.1134/S0010952517020010.
- Abrashkin V. I., Puzin Y. Y., Filippov A. S. et al. Detection of the rotational motion of the AIST-2D small spacecraft by magnetic measurements // Cosmic Research. 2019. V. 57. No. 1. P. 48–60. DOI: 10.1134/S0010952519010015.
- Anshakov G. P., Belousov A. I., Sedelnikov A. V., Gorozhankina A. S. Efficiency estimation of electrothermal thrusters use in the control system of the technological spacecraft motion // Russian Aeronautics. 2018. V. 61. No. 3. P. 347–354. DOI: 10.3103/S1068799818030054.
- Anshakov G. P., Belousov A. I., Sedelnikov A. V., Puzin Yu. Ya. Effect of the mission and supporting equipment on operation of the magnetometer sensors of the Foton-M No. 2 spacecraft // Russian Aeronautics. 2019. V. 62. No. 4. P. 571–576. DOI: 10.3103/S1068799819040068.
- Belousov A. I., Sedelnikov A. V. Problems in formation and control of a required microacceleration level at spacecraft design, tests, and operation // Russian Aeronautics. 2014. V. 57. No. 2. P. 111–117. DOI: 10.3103/S1068799814020019.
- Ignatov A. I., Sazonov V. V. Stabilization of the gravitational orientation mode of an artificial Earth satellite by the electromagnetic control system // Cosmic Research. 2020. V. 58. No. 1. P. 33–41. DOI: 10.1134/S0010952520010037.
- Ivanov D., Roldugin D., Tkachev S. et al. Attitude motion and sensor bias estimation onboard the SiriusSat-1 nanosatellite using magnetometer only // Acta Astronautica. 2021. V. 188. P. 295–307. DOI: 10.1016/j.actaastro.2021.07.038.
- Ivliev N., Evdokimova V., Podlipnov V. et al. First Earth-imaging CubeSat with harmonic diffractive lens // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 9. Article 2230. DOI: 10.3390/rs14092230.
- Kazanskiy N., Ivliev N., Podlipnov V., Skidanov R. An airborne offner imaging hyperspectrometer with radially-fastened primary elements // Sensors. 2020. V. 20. No. 12. Article 3411. DOI: 10.3390/s20123411.
- Krestina A. S., Tkachenko I. S. Efficiency Assessment of the deorbiting systems for small satellite // J. Aeronautics, Astronautics, and Aviation. 2022. V. 54. No. 2. P. 227–239.
- Lapshin V. V. The equations of a solid body motion // IOP Conf. Series Materials Science and Engineering. 2021. V. 1191. Article 012011. DOI: 10.1088/1757-899X/1191/1/012011.
- Sedelnikov A. V. Fast analysis of onboard measurements of the Earth magnetic field for the purpose of microaccelerations decrement on board of the “AIST” small spacecraft during its uncontrolled orbital flight // Intern. Review of Aerospace Engineering. 2018. V. 11. No. 2. P. 76–83. DOI: 10.15866/irease.v11i2.13238.
- Sedelnikov A. V. Accuracy assessment of microaccelerations simulation on the spacecraft “Foton-M” no. 2 according to magnetic measuring instruments data // Microgravity Science and Technology. 2020. V. 32. No. 3. P. 259–264. DOI: 10.1007/s12217-019-09766-y.
- Sedelnikov A. V. Algorithm for restoring information of current from solar panels of a small spacecraft prototype “Aist” with help of normality conditions // J. Aeronautics, Astronautics, and Aviation. 2022. V. 54. No. 1. P. 67–76.
- Sedelnikov A. V., Orlov D. I. Development of control algorithms for the orbital motion of a small technological spacecraft with a shadow portion of the orbit // Microgravity Science and Technology. 2020. V. 32. No. 5. P. 941–951. DOI: 10.1007/s12217-020-09822-y.
- Sedelnikov A. V., Potienko K. I. How to estimate microaccelerations for spacecraft with elliptical orbit // Microgravity Science and Technology. 2016. V. 28. No. 1. P. 41–48. DOI: 10.1007/s12217-015-9468-3.
- Sedelnikov A. V., Salmin V. V. Modeling the disturbing effect on the AIST small spacecraft based on the measurements data // Scientific Reports. 2022. V. 12. Article 1300. DOI: 10.1038/s41598-022-05367-9.
- Sedelnikov A. V., Filippov A. S., Gorozhakina A. S. (2018а) Evaluation of calibration accuracy of magnetometer sensors of Aist small spacecraft // J. Physics: Conf. Series. 2018. V. 1015. Article 032045. DOI: 10.1088/1742-6596/1015/3/032045.
- Sedelnikov A. V., Filippov A. S., Ivashova T. A. (2018b) Earth’s magnetic field measurements data accuracy evaluation on board of the small spacecraft “Aist” flight model // Jordan J. Mechanical and Industrial Engineering. 2018. V. 12. No. 4. P. 253–260.
- Sedelnikov A. V., Khnyryova E. S., Filippov A. S., Ivashova T. A. Measurements analysis of the Earth’s magnetic field data obtained from the flight model of AIST small spacecraft // Intern. J. Mechanical Engineering and Robotic Research. 2019. V. 8. No. 4. P. 542–546. DOI: 10.18178/ijmerr.8.4.542-546.
- Sedelnikov A., Orlov D., Khnyryova E. et al. (2022a) Using the -Bdot algorithm to reduce the angular velocity of rotation for the Aist small spacecraft pilot model // Advances in Machinery, Materials Science and Engineering Application. 2022. P. 239–249. DOI: 10.3233/ATDE220444.
- Sedelnikov A. V., Orlov D. I., Serdakova V. V. et al. (2022b) Investigating the temperature field of large elastic elements of a small spacecraft for the Earth remote sensing to assess the effect of a temperature shock on its rotational motion // 2022 8th Intern. Conf. Information Technology and Nanotechnology (ITNT). 2022. 4 p. DOI: 10.1109/ITNT55410.2022.9848563.
- Semkin N. D., Sazonov V. V., Voronov K. E., Piyakov A. V., Dorofeev A. S., Ilyin A. B., Puzin Y. Y., Vidmanov A. S. Magnetic field measurments at small spacecraft “Aist” // Physics of Wave Processes and Radio Systems. 2015. V. 18. No. 4. P. 67–73.
- Skidanov R., Strelkov Y., Volotovsky S. et al. Compact imaging systems based on annular harmonic lenses // Sensors. 2020. V. 20. No. 14. Article 3914. DOI: 10.3390/s20143914.
- Taneeva A. S. The formation of the target function in the design of a small spacecraft for technological purposes // J. Physics: Conf. Series. 2021. V. 1901. No. 1. Article 012026. DOI: 10.1088/1742-6596/1901/1/012026.
- Zemskov V. S., Raukhman M. R., Shalimov V. P. et al. Influence of an arrangement of growth installations on board the spacecraft on microgravitational conditions of carrying out experiments (on the example of bestigelny zonal melting InSb:Te on FOTON-3 artificial satellite) // Cosmic Research. 2004. V. 42. No. 2. P. 144–154. DOI: 10.1023/B:COSM.0000025977.45022.f3.