Об определении силы светового давления на солнечный парус с учетом зависимости оптических характеристик материала паруса от механических напряжений

Приведен обзор современных исследований в области солнечных парусов. Показана актуальность исследования феномена зависимости оптических характеристик тонкопленочных материалов от механических напряжений в контексте солнечных парусов. Выведены соотношения для силы светового давления, действующего на бесконечно малый элемент с учетом зависимости оптических характеристик от длины волны, направления в пространстве, температуры материала и механических напряжений в материале. Выполнена постановка совместной задачи о нахождении деформированной формы паруса, его температурного состояния и распределения сил светового давления, а также главного вектора и главного векторного момента сил светового давления.

Литература

[1] Райкунов Г.Г., Комков В.А., Мельников В.М., Харлов А.Д. Центробежные бескаркасные крупногабаритные космические конструкции. М.: АНО "Физматлит", 2009. 448 с.

[2] Эксперимент "Знамя-3". Координационный научно-технический совет по программам научно-прикладных исследований на пилотируемых космических аппаратах. Режим доступа: http://knts.tsnii-mash.m/m/site/Experiment_q.aspx?idE=156 (дата обращения 17.12.2013).

[3] Эксперимент "Знамя-СБ". Координационный научно-технический совет по программам научно-прикладных исследований на пилотируемых космических аппаратах. Режим доступа: http://knts.tsnii-mash.m/m/site/Experiment_q.aspx?idE=155 (дата обращения 17.12.2013).

[4] Kawaguchi J. An Overview of Solar Sail Related Activities at JAXA // Advances in Solar Sailing / ed. Macdonald M. Springer Berlin Heidelberg, 2014. P. 3-14.

[5] NanoSail-D: The Small Satellite That Could! // D. Alhorn, J. Casas, E. Agasid, C. Adams, G. Laue, C. Kitts, S. OYBrien. Proceedings of AIAA/USU Conference on Small Satellites, Logan, UT, United States, 2011. Режим доступа: http://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2011/all2011/37/ (дата обращения 17.12.2013).

[6] Katan C. NASA’_S Next Solar Sail: Lessons Learned from NanoSail - D2. // Proceedings of 26th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites: Enhancing Global Awareness through Small Satellites, Logan, UT, United States, 2012. Режим доступа: http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20120015556 (дата обращения 17.12.2013).

[7] Biddy C., Svitek T. LightSail-1 Solar Sail Design and Qualification // Proceedings of the 41st Aerospace Mechanisms Symposium, 2012. Режим доступа: http://www.esmats.eu/amspapers/pastpapers/pdfs/2012/biddy.pdf (дата обращения 17.12.2013).

[8] Chafer C.M. Commercial Solar Sail Applications: Overview and Update on NASA’_S Sunjammer Mission // Advances in Solar Sailing / ed. Macdonald M. Springer Berlin Heidelberg, 2014. P. 127-132.

[9] MacNeal R.H. The heliogyro, an interplanetary flying machine. ARC. 1967.

[10] Цандер Ф.А. Об использовании силы давления света для полетов в межпланетном пространстве. // Сборник статей / под ред. Л.К. Корнеева. М.: Оборонгиз. 1961. 459 с.

[11] The Heliogyro Reloaded // W.K. Wilkie, J.E. Warren, M.W. Thompson, PD. Lis-man, P.E. Walkemeyer, // D.V. Guerrant, D.A. Lawrence. Proceedings of JANNAF Interagency Propulsion Committee Meeting, Huntsville, AL, United States, 2011. Режим доступа: http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20110023680 (дата обращения 17.12.2013).

[12] Blomquist R.S. Heliogyro Control: dissertation ... Doctor of Phylosophy in Robotics. // The Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania, 2009. 141 p.

[13] Guerrant D., Lawrence D., Wilkie W.K. Dynamics and Control of the HELIOS Solar Sail Demonstrator (IAC-12,C4,3,2,x13809) // 63rd International Astronautical Congress, Naples, Italy, 2012.

[14] Gossamer Roadmap Technology Reference Study for a Multiple NEO Rendezvous Mission // B. Dachwald, H. Boehnhardt, U. Broj, U.R.M.E. Geppert, J.-T. Grundmann, W. Seboldt, P. Seefeldt, P. Spietz, L. Johnson, E. Kuhrt, S. Mottola, M. Macdonald, C.R. McInnes, M. Vasile, R. Reinhard. Advances in Solar Sailing / ed. Macdonald M. Springer Berlin Heidelberg, 2014. P. 211-226.

[15] The Solar Sail Materials Project: Results of Activities // F.D. Vedova, D. de Wilde, C. Semprimoschnig, G. Oger, H. Henrion, G. Janssen, M. Leipold, T. Girot, J.-B. Che-min, R. Vaudemont, T. Belmonte, K. Fleury, S. Marcotte, O.L. Couls, Advances in Solar Sailing / ed. Macdonald M. Springer Berlin Heidelberg, 2014. P. 509-524.

[16] ISS - Test bed for the future solar sail systems (IAC-12,B3,3,10,x14760) // V. Mayorova, A. Dmitriev, N. Nerovnyy, D. Rachkin, S. Tenenbaum. 63rd International Astronautical Congress, Naples, Italy, 2012.

[17] Эксперимент "Парус-МГТУ". Координационный научно-технический совет по программам научно-прикладных исследований на пилотируемых космических аппаратах. Режим доступа: http://knts.tsniimash.ru/ru/site/Expe-riment_q.aspx?idE=255 (дата обращения 17.12.2013).

[18] Analysis on reflection spectra in strained ZnO thin films // T. Makino, Y. Segawa, M. Kawasaki, A. Ohtomo. Journal of Crystal Growth. 2006. Vol. 287. No. 1. P. 124-127.

[19] Strain effect on the electronic and optical properties of CdSe nanosheet: Electronic and optical properties of CdSe nanosheet // G. Yu, N. Chen, L. Chen, Y. Xie, F. Wang, X. Ye. Phys. Status Solidi A. 2014. doi: 10.1002/pssa.201330478.

[20] Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением. М.: Мир, 1975. 935 с.

[21] Rios-Reyes L. Solar Sails: Modeling, Estimation and Trajectory Control. Dissertation . . . Doctor of Philosophy in Aerospace Engineering. // University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, United States, 2006. 148 p.