دانش و فناوری هوافضا

دانش و فناوری هوافضا

تحلیل گشتاورهای اغتشاشی ماهواره های مکعبی برای مدارهای نزدیک زمین با افزایش دقت پسای اتمسفر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
چکیده
در زیرسامانه تعیین و کنترل وضعیت ماهواره تلاش بر غلبه بر اغتشاشات برای رسیدن به وضعیت مطلوب است و در طراحی آن عامل تعیین کننده طرح علاوه بر مشخصات فیزیکی ماهواره دو عامل کلی گشتاور حاصل از اغتشاشات محیطی و مشخصات درخواستی مثل دقت پایداری است. در ماهواره‌های مکعبی که مشخصات فیزیکی ماهواره تا حدی مشخص شده‌اند، برای درک بهتر عامل اغتشاشات محیطی نیاز است تا اثر تغییر مدار بر طراحی را بررسی نمود. در این مقاله ابتدا گشتاورهای اغتشاشی، عوامل موثر بر آن و نحوه کم کردن اثر آن بررسی شده‌اند، سپس فرمول هر‌بخش مشخص شده است و نحوه شبیه‌سازی بیان شده است. در شبیه‌سازی‌ها برای بهبود در محاسبات و با توجه به آنکه گشتاور پسای اتمسفر سهم به‌سزایی در اغتشاشات در ارتفاع پایین را دارند، از مدل‌های دقیق‌تر اتمسفر استفاده شده است و نشان داده شده است که مدل اتمسفر در ارتفاع ‌های پایین تا دو برابر بر مدلسازی اغتشاشات اثر خواهد داشت. مدارهای در نظر گرفته شده برای بررسی اغتشاشات مدارهای نزدیک زمین(LEO) با ارتفاع 200 تا 1200 کیلومتر و در دو بخش مدارهای دایروی و بیضوی انجام شده است
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Analysis of Disturbance Torques on CubeSats in Low Earth Orbit with Improved Accuracy of Atmospheric Drag

نویسندگان English

َAmirmohammad Hosseini
Mahdi Jafari
Amirhossein Adami
Meisam Delalat
Aerospace Engineering Department, Malek Ashtar university of technology, Tehran, Iran
چکیده English

In the satellite attitude determination and control subsystem, the main objective is to mitigate environmental disturbances to achieve and maintain the desired attitude. The design of this subsystem depends not only on the satellite’s physical properties but also on two key factors: disturbance torques induced by the space environment and required performance criteria such as pointing accuracy and stability. For CubeSats, where physical characteristics are largely predefined, understanding environmental disturbances requires analyzing the impact of orbital variations.This study investigates the primary disturbance torques, the factors influencing them, and possible mitigation approaches. The governing equations for each disturbance component are presented, followed by a description of the simulation methodology. To improve computational accuracy, high-fidelity atmospheric models are employed, given the significant role of atmospheric drag torque at low altitudes. The results show that atmospheric modeling significantly affects disturbance characterization in low Earth orbit. The analysis considers altitudes from 200 to 1200 km, including both circular and elliptical orbits.

کلیدواژه‌ها English

Orbit atmospheric density
Perturbation Torques analysis
satellite ADCS design
Jacciha density model

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 14 مرداد 1405