К расчету главного вектора и главного момента сил светового давления на солнечный парус

Рассмотрена задача по определению главного вектора и главного момента от силы светового давления, действующего на солнечный парус выпуклой формы, в общей аналитической постановке. Получены выражения, позволяющие при определении главных вектора и момента отделить описание формы поверхности солнечного паруса в совокупности с его оптическими параметрами от учета его пространственной ориентации относительно падающих солнечных лучей. Получены поправки для учета влияния линейной зависимости коэффициента зеркального отражения материала паруса от его объемной деформации. Приведенные тензорные выражения возможно использовать для описания нагрузок на любые тела, на которые действует световое давление.

Литература

[1] Mclnnes C.R. Solar Sailing: Technology, Dynamics and Mission Applications. Springer Science & Business Media, 2004. 332 p.

[2] Поляхова Е.Н. Космический полет с солнечным парусом: проблемы и перспективы / под ред. Егорова В.А. М.: Книжный дом "ЛИБРОКОМ", 2011. 320 с.

[3] Forward R. Grey solar sails. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1989.

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

[5] Зимин В.Н., Неровный Н.А. Анализ влияния зависимости коэффициента отражения материала лопасти роторного солнечного паруса от механических напряжений на его деформированную форму // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2015. № 1 (658). C. 11-16. DOI: 10.18698/0536-1044-2015-1-11-17

[6] Spencer H., Carroll K.A. Real Solar Sails are Not Ideal, and Yes It Matters. Advances in Solar Sailing, Berlin Heidelberg, Springer, 2014. Р. 921-940.

[7] Rios-Reyes L. Solar Sails: Modeling, Estimation, and Trajectory Control. University of Michigan, 2006. 148 p.

[8] Kislov N. Variable Reflectance/Transmittance Coatings for Solar Sail Altitude Control and Three Axis Stabilization // AIR 2004. Vol. 699. P. 103-111.

[9] Трофимов С.П. Увод малых космических аппаратов с низких околоземных орбит. M.: ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2015. 125 c.

[10] Трофимов С.П. Динамически инвариантное масштабирование массогабаритных параметров каркасных парусных систем // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2015. № 31. 16 с.

[11] Sazonov Vas.V., Sazonov V.V. Calculation of resultant vector and principal moment of light pressure forces acting upon the spacecraft with a solar sail // Cosmic Research. 2011. Vol. 49. No. 1. P. 56-64.

[12] Jing H., Shengping G., Junfeng L. A curved surface solar radiation pressure force model for solar sail deformation // Science China Physics, Mechanics and Astronomy. 2012. Vol. 5. No. 1. P. 141-155.

[13] Jing H.E., Shegping G., Junfeng L., Yufei L. The Solar Radiation Pressure Force Models for a General Sail Surface Shape // Advances in Solar Sailing / ed. Macdonald M., Berlin Heidelberg, Springer, 2014. P. 469-488.

[14] Неровный Н.А., Зимин В.Н. Об определении силы светового давления на солнечный парус с учетом зависимости оптических характеристик материала паруса от механических напряжений // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2014. № 3 (96). С. 61-78.

[15] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. Т. 1: Тензорный анализ. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 463 с.

[16] Определение и прогнозирование параметров движения космической миссии "Радиоастрон" / Г.К. Боровин, М.В. Захваткин, В.А. Степаньянц, А.Г. Тучин // Mathematica Montisnigri. 2014. T. XXX. С. 76-98.

[17] Шматов С.И., Мордвинкин А.С. Комбинированная система компенсации возмущающего момента от солнечного давления для геостационарного спутника // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2013. № 3 (19). С. 30-36.

[18] Чумаченко Е.Н., Малашкин А.В., Федоренко А.Н. Моделирование использования солнечного ветра для орбитальных маневров космических аппаратов // Вестник ВГТУ 2011. №112. С. 71-75.

[19] Chumachenko E.N., Nazirov R.R., Dunhem D.U., Fedorenko A.N. Controlling spacecraft by means of solar radiation // Cosmic Research. 2014. Vol. 52. No. 3. P. 244-249.

[20] 2-blades deploying by centrigugal force solar sail experiment (IAC-11. E2.3.8) / D. Rachkin, S. Tenenbaum, A. Dmitriev, N. Nerovniy, O. Kotsur, A. Vorobyov // Proceedings of 62nd International Astronautical Congress, Cape Town, SA, 2011.