ОСВІТЛЕНІСТЬ ШТУЧНИХ СУПУТНИКІВ ЗЕМЛІ НА КОЛОВИХ ОРБІТАХ

Анотація

Метою роботи є побудова уточненої моделі освітленості штучних супутників на колових навколоземних орбітах та дослідження тривалості та характеру сонячного освітлення на орбітах з різними нахиленнями та висотами протягом року.

У математичній моделі використане рівнянні колового конуса тіні, побудованого з урахуванням руху Сонця відносно Землі. Центр перерізу основи конуса збігається з центром Землі. Вплив атмосфери не враховується. Рух супутника моделюється Кеплеровою орбітою. Комп’ютерна модель дає змогу визначити з заданою точністю тривалість перебування супутника у тіні Землі.

Виконано моделювання тривалості освітленості супутників на двох висотах: 5 000 км та 35 786 км (висота геосинхронної орбіти) протягом року. Наведені криві тривалості перебування супутників у тіні. Форма кривих змінюється від практично прямої лінії для орбіт з нахиленням 25°, далі набувають періодичного характеру, а потім діляться на дві частини, що нагадують форму параболи. Серед усіх можливих нахилень орбіт супутників виявлені екстремальні. Це орбіти з кутом нахилення 23°26', що визначає пряму орбіту. На них штучний супутник протягом усього року на кожному витку потрапляє у тінь Землі. Друга група екстремальних орбіт – це орбіти з нахилами, при яких супутник потрапляє у тінь лише поблизу часу рівнодень. Найменша тривалість перебування супутників у тіні, які рухаються по орбітах з кутом нахилу 113°26'. Потрапляння у тінь триває від 15.02 до 23.04 та від 19.08 до 27.10 для висоти 5000 км, та від 12.03 до 28.03 та від 14.09 до 01.10 для висоти 35 786 км.

Результати моделювання дозволять уточнити вплив тиску сонячного світла та сонячного вітра на рух супутників протягом тривалого часу. Це дозволить використати додаткові прискорення супутників, що виникають внаслідок радіативного впливу, для змін орбіт космічного сміття та очищення навколоземного простору.