Читать онлайн «Компьютерное моделирование движения космических аппаратов»

Лабораторный практикум Космические радиотехнические системы Томск  Министерство образования и науки Российской федерации Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники Кафедра Радиотехнических систем (РТС) УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой РТС _________Г. С. Шарыгин «___»_________ 2012 г. Компьютерное моделирование движения космических аппаратов Методические указания по выполнению лабораторной работы по курсу «Космические системы» для студентов специальностей 210304 Радиоэлектронные системы, 210403 Защищенные системы связи, 090106 Информационная безопасность телекоммуникационных систем Разработчик: доцент кафедры РТС А. А. Мещеряков Томск 2012 2  1. Цель работы Целью данной работы является изучение теории баллистического полета космических аппаратов на примере кеплеровской модели движения искусственных спутников Земли (ИСЗ). 2. Математическое описание движения полета ИСЗ Искусственные спутники Земля (ИСЗ), как и другие космические тела искусственного и естественного происхождения, совершают баллистическое движение. Траектория, по которой движется в полете искусственный спутник Земли (космический аппарат (КА), небесное тело), называется орбитой. Такое движение происходит в поле действия определенных сил. В зависимости от характера сил, которые действуют на КА в полете, траекторию делят на участки, где действуют гравитационные и инерционные силы, и участки, где дополнительно прикладывается вектор силы от бортовых двигателей. Первый вид движения называется свободным полетом, второй вид - активным движением, или маневрированием. При этом искусственным объектам придается начальная скорость (например, с помощью ракет-носителей), которая вместе с действующими силами определяет баллистическую траекторию. Если начальная скорость, начальные координаты и все действующие силы известны, то такая траектория является детерминированной, т. е. описывается аналитической зависимостью, по которой можно рассчитать координаты и вектор скорости объекта в любой момент времени. Количество параметров, определяющих такую траекторию, достигает десяти и более, однако для ИСЗ допустимо учитывать только одну силу — силу земного притяжения. В этом случае количество параметров уменьшается до шести, а сами траектории приобретают правильную форму в виде окружности или эллипса. Орбитальное движение спутников происходит в гравитационном поле Земли, при этом на спутник, кроме сил притяжения Земли, действуют и другие силы. К ним относят притяжение Солнца и Луны, давление солнечной радиации.