[go: up one dir, main page]

RU2536765C2 - Method of controlling orbiting spacecraft - Google Patents

Method of controlling orbiting spacecraft Download PDF

Info

Publication number
RU2536765C2
RU2536765C2 RU2013106322/11A RU2013106322A RU2536765C2 RU 2536765 C2 RU2536765 C2 RU 2536765C2 RU 2013106322/11 A RU2013106322/11 A RU 2013106322/11A RU 2013106322 A RU2013106322 A RU 2013106322A RU 2536765 C2 RU2536765 C2 RU 2536765C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
radiator
orbit
sun
rotation
Prior art date
Application number
RU2013106322/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013106322A (en
Inventor
Дмитрий Николаевич Рулев
Александр Иванович Спирин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2013106322/11A priority Critical patent/RU2536765C2/en
Publication of RU2013106322A publication Critical patent/RU2013106322A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536765C2 publication Critical patent/RU2536765C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics; control.
SUBSTANCE: invention relates to controlling movement of a spacecraft fitted with a heat radiator and a solar panel. The method includes flying the spacecraft on an orbit around a planet and turning the solar panel in a position corresponding to the alignment of the normal to the working surface of the solar panel with the direction towards the Sun; performing orbital orientation of the spacecraft, where the plane of rotation of the solar panel is parallel to the plane of the orbit of the spacecraft and the solar panel is located relative to the plane of the orbit on the side of the Sun; determining the maximum value of the angle between the velocity vector of the spacecraft and the perpendicular to the transverse axis of rotation of the solar panel, passing through the surface of the radiator; determining the orbital altitude of the spacecraft and the angle between the direction towards the Sun and the plane of the orbit of the spacecraft; based on the orbital altitude and the angle, determining the orbit passes where the duration of the illuminated part of the pass exceeds the difference between the orbiting period of the spacecraft and the required duration of the heat release by the radiator on the pass; on the said orbit passes, when the spacecraft passes through the illuminated part of the pass, the solar panel is turned around the transverse axis of rotation until the intersection of the line passing through the region of the surface of the radiator facing the Sun and directed towards the Sun with the solar panel; turning the solar panel around the longitudinal axis of rotation until the angle between the normal to the working surface of the solar panel and the direction towards the Sun assumes a minimum value. The said solar panel rotations are performed within a calculated time interval.
EFFECT: high efficiency of the radiator by creating conditions for natural cooling thereof during eclipse of the solar panel for any altitude of an almost circular orbit of the spacecraft.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при управлении движением космических аппаратов (КА).The invention relates to the field of space technology and can be used in controlling the movement of spacecraft (SC).

КА снабжены солнечными батареями (СБ), которые вырабатывают электроэнергию для обеспечения функционирования КА. При реализации полетных операций КА задействуется бортовая аппаратура, элементы которой при работе нагреваются. Выделяемое тепло используется для термостатирования КА, а его избыток сбрасывается в окружающее КА пространство через радиаторы-теплоизлучатели. При этом сброс тепла наиболее эффективен на теневых участках околоземной орбиты, в течение которых вся поверхность радиатора-теплоизлучателя не освещена прямым солнечным излучением, и менее эффективен на освещенных Солнцем участках орбиты, когда сброс тепла происходит, в основном, с тех участков радиатора-теплоизлучателя, которые затенены элементами конструкции КА (Фаворский О.Н., Каданер Я.С. Вопросы теплообмена в космосе. М.: Высшая школа, 1972).The spacecraft are equipped with solar panels (SB), which generate electricity to ensure the functioning of the spacecraft. During the flight operations of the spacecraft, on-board equipment is involved, the elements of which are heated during operation. The generated heat is used to control the spacecraft, and its excess is discharged into the space surrounding the spacecraft through radiators, heat emitters. In this case, heat discharge is most effective in shadow areas of the near-Earth orbit, during which the entire surface of the radiator-heat emitter is not illuminated by direct solar radiation, and less effective in areas of the orbit illuminated by the Sun, when heat release occurs mainly from those parts of the heat-radiator, which are obscured by the design elements of the spacecraft (Favorsky ON, Kadaner YS. Issues of heat transfer in space. M: Higher school, 1972).

Известен способ управления орбитальным КА (Елисеев А.С. Техника космических полетов. М.: Машиностроение, 1983), включающий разворот СБ в рабочее положение на Солнце и выполнение орбитального полета КА вокруг планеты, при котором сброс тепла радиатором-теплоизлучателем осуществляется в моменты нахождения КА в тени планеты, а также в моменты световой части витка, в которые при текущей ориентации КА конструкция КА затеняет радиатор-теплоизлучатель от прямого солнечного света. В данном способе сброс тепла радиатором-теплоизлучателем осуществляется за счет естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя в моменты его затенений планетой или конструкций КА. Недостатком данного способа является то, что он, в общем случае, не гарантирует наличие на световой части орбиты затенения радиатора-теплоизлучателя конструкцией КА. Например, при нахождении КА на «солнечной» орбите (когда тень на витке орбиты отсутствует) отсутствие затенения радиатора-теплоизлучателя конструкцией КА означает отсутствие затенения радиатора-теплоизлучателя на всем витке, что существенно снижает эффективность выполнения радиатором-теплоизлучателем своих функций.A known method of controlling an orbital spacecraft (AS Eliseev Space Flight Engineering. M .: Mashinostroenie, 1983), which includes turning the SB into its working position on the Sun and performing an orbital flight of the spacecraft around the planet, in which heat is released by the radiator-heat emitter at the time it is located The spacecraft in the shadow of the planet, as well as at the moments of the light part of the revolution, in which, with the current orientation of the spacecraft, the spacecraft design obscures the radiator-radiator from direct sunlight. In this method, heat is released by the radiator-heat emitter due to the natural cooling of the radiator-heat emitter at the time of its shadowing by the planet or spacecraft designs. The disadvantage of this method is that it, in the General case, does not guarantee the presence on the light part of the orbit of the shading of the radiator-radiator by the design of the spacecraft. For example, when the spacecraft is in the “solar” orbit (when there is no shadow on the orbit), the absence of shadowing of the heat sink radiator by the spacecraft design means that the heat sink and heat sink are not shadowed throughout the turn, which significantly reduces the efficiency of the radiator-heat sink performing its functions.

Известен способ управления орбитальным КА (Малоземов В.В. Тепловой режим космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1980), принятый за прототип, включающий выполнение орбитального полета КА вокруг планеты, разворот СБ в рабочее положение на Солнце и выполнение разворота КА до затенения радиатора-теплоизлучателя конструкцией КА. В данном способе гарантированно осуществляется сброс тепла радиатором-теплоизлучателем за счет естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя в моменты его затенения конструкцией КА.A known method of controlling the orbital spacecraft (Malozemov V.V. Thermal conditions of spacecraft. M .: Mashinostroenie, 1980), adopted as a prototype, which includes the orbital flight of the spacecraft around the planet, the rotation of the satellites in the working position on the sun and the rotation of the spacecraft before the radiator is shaded -heater design of the spacecraft. In this method, it is guaranteed that heat is removed by the radiator-heat emitter due to the natural cooling of the radiator-heat emitter at the time of its shadowing by the spacecraft structure.

Способ-прототип имеет существенный недостаток - для создания условий для естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя за счет затенения его конструкцией КА по данному способу необходимо непрерывно выполнять вышеупомянутый специальный разворот КА, что, с одной стороны, требует дополнительных энергетических затрат на его выполнение, а с другой стороны, выполнение вышеупомянутого специального разворота КА в общем случае может противоречить построению требуемой целевой ориентации КА-той ориентации, в которой должен находиться КА для решения его целевых задач. Таким образом, в процессе решения целевых задач КА, который сопровождается построением требуемой целевой ориентации КА, в общем случае не создаются условия для естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя за счет его затенения, что ухудшает эффективность функционирования радиатора-теплоизлучателя.The prototype method has a significant drawback - to create conditions for the natural cooling of the radiator-heat radiator due to the shading of the spacecraft design by this method, it is necessary to continuously perform the aforementioned special rotation of the spacecraft, which, on the one hand, requires additional energy costs for its implementation, and on the other hand parties, the implementation of the aforementioned special rotation of the spacecraft in the general case may contradict the construction of the required target orientation of the spacecraft — the orientation in which the spacecraft should be to solve his targets. Thus, in the process of solving the target tasks of the spacecraft, which is accompanied by the construction of the required target orientation of the spacecraft, in the general case, conditions are not created for the natural cooling of the radiator-radiator due to its shadowing, which affects the efficiency of the functioning of the radiator-radiator.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности функционирования радиатора-теплоизлучателя, установленного на КА, снабженном подвижными СБ.The problem to which the present invention is directed, is to increase the efficiency of the radiator-heat radiator mounted on a spacecraft equipped with mobile SB.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в создании дополнительных условий для естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя за счет затенения его подвижными СБ КА.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to create additional conditions for the natural cooling of the heat sink-radiator by shading it with mobile SB SCs.

Технический результат достигается тем, что в способе управления орбитальным КА, включающем выполнение орбитального полета КА с размещенным на нем радиатором-теплоизлучателем по орбите вокруг планеты и разворот СБ, установленной с двумя степенями свободы на КА, в рабочее положение, соответствующее совмещению нормали к рабочей поверхности СБ с направлением на Солнце, дополнительно производят построение орбитальной ориентации КА, при которой плоскость вращения СБ параллельна плоскости орбиты КА и СБ расположена относительно плоскости орбиты со стороны Солнца, определяют максимальное значение угла между вектором скорости КА и перпендикуляром к поперечной оси вращения СБ, проходящим через поверхность радиатора-теплоизлучателя, определяют угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА, определяют высоту орбиты КА, по определенной высоте орбиты и определенному значению угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА определяют витки орбиты, на которых длительность освещенной части витка превышает разность периода обращения КА и необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке, и на вышеопределенных витках орбиты при прохождении КА освещенной части витка выполняют поворот СБ вокруг поперечной оси вращения СБ до пересечения прямой, проходящей через обращенную к Солнцу область поверхности радиатора-теплоизлучателя и направленной на Солнце, с СБ и поворот СБ вокруг продольной оси вращения СБ до достижения углом между нормалью к рабочей поверхности СБ и направлением на Солнце минимального значения, при этом вышеописанные повороты СБ выполняют в течение суммарной длительности k·Р-Т в пределах интервала времени, моменты начала и окончания которого рассчитываются, соответственно, по формулам:The technical result is achieved by the fact that in the control method of the orbital spacecraft, which includes performing an orbital flight of the spacecraft with a radiator-heat radiator placed on it in an orbit around the planet and turning the SB installed with two degrees of freedom on the spacecraft into the working position corresponding to the normal to the working surface SB with a direction to the Sun, additionally, the spacecraft’s orbital orientation is built, in which the plane of rotation of the SB is parallel to the plane of the orbit of the SC and SB located relative to the plane about orbits from the side of the Sun, determine the maximum value of the angle between the spacecraft velocity vector and the perpendicular to the transverse axis of rotation of the SB passing through the surface of the heat sink, determine the angle between the direction to the sun and the spacecraft’s orbit, determine the height of the spacecraft’s orbit, according to a certain orbit height and a certain the value of the angle between the direction to the Sun and the orbital plane of the spacecraft determines the orbits of the orbit, on which the duration of the illuminated part of the revolution exceeds the difference between the period of revolution of the spacecraft and the required duration In terms of the time of heat loss by the radiator-radiator on the orbit and on the above-mentioned orbit, when the spacecraft passes through the illuminated part of the orbit, the SB is rotated around the transverse axis of rotation of the SB until the straight line passes through the surface of the radiator-heat radiator facing the Sun and directed to the Sun with the SB and rotation of the SB around the longitudinal axis of rotation of the SB until the angle between the normal to the working surface of the SB and the direction to the Sun reaches the minimum value, while the above-described turns of the SB are performed during of total duration k · T P within a time interval, start and end points which are calculated respectively by the formulas:

t 1 = t S + P 2 π ( η γ ) , t 2 = t S + P 2 π ( η + π + γ ) ,

Figure 00000001
t one = t S + P 2 π ( η - γ ) , t 2 = t S + P 2 π ( η + π + γ ) ,
Figure 00000001

где γ = arcsin L 2 D 2 E 2 c t g 2 β 2 D E c t g β ,

Figure 00000002
Where γ = arcsin L 2 - D 2 - E 2 c t g 2 β 2 D E c t g β ,
Figure 00000002

k - коэффициент, характеризующий необходимую длительность времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на каждом витке и равный отношению необходимой длительности времени сброса тепла на витке к длительности витка,k is a coefficient characterizing the required length of time for heat release by the heat sink-radiator at each turn and equal to the ratio of the necessary duration of time for heat release on the turn to the duration of the turn,

Р - период обращения КА,P is the spacecraft circulation period,

Т- длительность теневой части витка,T is the duration of the shadow part of the coil,

ts - момент времени прохождения КА подсолнечной точки витка,t s is the instant of passage of the spacecraft of the sunflower point of the revolution,

η - максимальное значение угла между вектором скорости КА и перпендикуляром к поперечной оси вращения СБ, проходящим через поверхность радиатора-теплоизлучателя, положительное направление отсчета угла - от вектора скорости в сторону радиус-вектора КА,η is the maximum value of the angle between the spacecraft velocity vector and the perpendicular to the transverse axis of rotation of the SB passing through the surface of the heat sink, the positive direction of the angle reference is from the velocity vector towards the spacecraft radius vector,

L - длина СБ вдоль продольной оси ее вращения,L is the length of the SB along the longitudinal axis of its rotation,

D - расстояние от поперечной оси вращения СБ до наиболее удаленной от данной оси точки поверхности радиатора-теплоизлучателя,D is the distance from the transverse axis of rotation of the SB to the farthest point from the axis of the surface of the radiator-radiator,

Е - расстояние от плоскости вращения СБ до наиболее удаленной от данной плоскости точки поверхности радиатора-теплоизлучателя,E is the distance from the plane of rotation of the SB to the farthest point from the plane of the surface of the radiator-radiator,

β - угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА.β is the angle between the direction to the Sun and the orbital plane of the spacecraft.

Суть предлагаемого изобретения поясняется на фиг.1÷5, на которых представлено: на фиг.1 - схема взаимного положения СБ и радиатора-теплоизлучателя относительно направления на Солнце, иллюстрирующая вид в плоскости орбиты, на фиг.2, 3, 4 - схемы взаимного положения СБ и радиатора-теплоизлучателя относительно направления на Солнце, иллюстрирующие вид с торца плоскости орбиты, на фиг.5 - схема, поясняющая определение угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА, при котором длительность теневой части витка орбиты равна необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке.The essence of the invention is illustrated in figure 1 ÷ 5, which presents: figure 1 - diagram of the relative position of the SB and the radiator-heat emitter relative to the direction to the Sun, illustrating a view in the plane of the orbit, figure 2, 3, 4 - diagram of the mutual the position of the SB and the radiator-radiator relative to the direction to the Sun, illustrating the end view of the orbit plane, Fig. 5 is a diagram explaining the determination of the angle between the direction to the Sun and the spacecraft orbit plane, at which the duration of the shadow part of the orbit is equal to the required length the duration of heat release by the radiator-radiator on the coil.

На фиг.1÷5 введены обозначения:Figure 1 ÷ 5 introduced the notation:

1 - орбита КА;1 - spacecraft orbit;

2 - продольная ось вращения СБ;2 - the longitudinal axis of rotation of the SB;

3 - поперечная ось вращения СБ;3 - the transverse axis of rotation of the SB;

4 - радиатор-теплоизлучатель;4 - radiator-heat radiator;

5 - перпендикуляр к поперечной оси вращения СБ, проходящий через обращенную к Солнцу область поверхности радиатора-теплоизлучателя,5 - perpendicular to the transverse axis of rotation of the SB passing through the surface region of the radiator-heat emitter facing the Sun,

6 - плоскость вращения СБ;6 - plane of rotation of the SB;

S - вектор направления на Солнце;S is the direction vector to the Sun;

Sp - проекция направления на Солнце на плоскость орбиты;S p is the projection of the direction to the Sun on the orbit plane;

О - центр планеты;O is the center of the planet;

β - угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА;β is the angle between the direction to the Sun and the orbital plane of the spacecraft;

As - положение КА в подсолнечной точке витка;A s - the position of the spacecraft in the sunflower point of the revolution;

А1, А2 - положения КА в моменты t1, t2;And 1 , And 2 - the position of the spacecraft at moments t 1 , t 2 ;

AC, A1C1, A2C2, A3C3 - расстояние от поперечной оси вращения СБ до наиболее удаленной от данной оси точки обращенной к Солнцу области поверхности радиатора-теплоизлучателя;AC, A 1 C 1 , A 2 C 2 , A 3 C 3 - the distance from the transverse axis of rotation of the SB to the farthest point from the axis of the surface of the radiator-heat emitter facing the Sun;

АВ, A1B1, А2В2, А3В3.- расстояние от плоскости вращения СБ до наиболее удаленной от данной плоскости точки обращенной к Солнцу области поверхности радиатора-теплоизлучателя;AB, A 1 B 1 , A 2 B 2 , A 3 B 3 .- the distance from the plane of rotation of the SB to the point farthest from the plane of the plane facing the Sun on the surface area of the radiator-heat radiator;

ВМ, В1М1, В2М2, В3М3 - отрезок продольной оси вращения СБ, заключенный между началом и окончанием СБ;VM, B 1 M 1 , B 2 M 2 , B 3 M 3 - a segment of the longitudinal axis of rotation of the SB, concluded between the beginning and end of the SB;

F1, F2 - положения КА на момент начала и конца теневого участка витка;F 1 , F 2 - the position of the SC at the beginning and end of the shadow portion of the coil;

Fs - положение КА на момент середины теневого участка витка;F s - the position of the spacecraft at the time of the middle of the shadow portion of the coil;

Z - поверхность планеты.Z is the surface of the planet.

Поясним предложенные в способе действия.Let us explain the proposed method of action.

Принимаем, что на КА СБ установлены с двумя степенями свободы: панель СБ поворачивается вокруг продольной оси вращения СБ и вокруг поперечной оси вращения СБ. Причем поворот СБ вокруг поперечной оси вращения СБ заключается в повороте продольной оси вращения СБ вокруг поперечной оси вращения СБ. При этом рассматриваем систему управления положением СБ, в которой поперечная ось вращения СБ непосредственно проходит через начало продольной оси вращения СБ и перпендикулярна к ней.We assume that the SB satellites are installed with two degrees of freedom: the SB panel rotates around the longitudinal axis of rotation of the SB and around the transverse axis of rotation of the SB. Moreover, the rotation of the SB around the transverse axis of rotation of the SB consists in turning the longitudinal axis of rotation of the SB around the transverse axis of rotation of the SB. In this case, we consider a control system for the position of the SB, in which the transverse axis of rotation of the SB directly passes through the beginning of the longitudinal axis of rotation of the SB and is perpendicular to it.

Принимаем, что СБ выполнены «непрозрачными»: СБ задерживают поступающий на них поток солнечной энергии и могут затенять собой от Солнца внешнюю поверхность КА.We assume that the SBs are made “opaque”: SBs delay the flow of solar energy coming into them and can obscure the outer surface of the spacecraft from the Sun.

Принимаем, что СБ имеют вытянутую прямоугольную форму, причем длину СБ измеряют вдоль продольной оси вращения СБ. При этом ширина СБ составляет не менее величины линейного размера поверхности радиатора-теплоизлучателя.We assume that the SB have an elongated rectangular shape, and the length of the SB is measured along the longitudinal axis of rotation of the SB. The width of the SB is not less than the linear size of the surface of the radiator-heat emitter.

В предложенном способе выполняют орбитальный полет КА с размещенным на нем радиатором-теплоизлучателем вокруг планеты по околокруговой орбите.In the proposed method, an orbital flight of a spacecraft is carried out with a radiator-heat emitter placed on it around the planet in a circumcircular orbit.

Выполняют разворот СБ в рабочее положение, соответствующее совмещению нормали к рабочей поверхности СБ с направлением на Солнце. В такой ориентации СБ обеспечивается максимальный приход электроэнергии.Perform a turn of the SB into the working position, corresponding to the combination of the normal to the working surface of the SB with the direction to the Sun. In this orientation, the SB provides the maximum supply of electricity.

Выполняют построение орбитальной ориентации КА, при которой плоскость вращения СБ параллельна плоскости орбиты КА и расположена относительно плоскости орбиты со стороны Солнца. Это соответствует тому, что поперечная ось вращения СБ перпендикулярна плоскости орбиты КА и СБ расположена относительно плоскости орбиты со стороны Солнца.The construction of the orbital orientation of the spacecraft is performed, in which the plane of rotation of the SB is parallel to the plane of the orbit of the spacecraft and is located relative to the plane of the orbit on the side of the sun. This corresponds to the fact that the transverse axis of rotation of the SB is perpendicular to the plane of the orbit of the spacecraft and the SB is located relative to the plane of the orbit from the side of the Sun.

После построения орбитальной ориентации выполняют ее поддержание и определяют максимальное значение угла η между вектором скорости КА и перпендикуляром к поперечной оси вращения СБ, проходящим через поверхность радиатора-теплоизлучателя, положительное направление отсчета угла η - от вектора скорости в сторону радиус-вектора КА.After constructing the orbital orientation, it is maintained and the maximum value of the angle η between the spacecraft velocity vector and the perpendicular to the transverse axis of rotation of the SB passing through the surface of the radiator-heat emitter is determined, the positive direction of the reference angle η is from the velocity vector in the direction of the spacecraft radius vector.

Определяют угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА β (принимаем, что всегда β≥0).The angle between the direction to the Sun and the orbit plane of the spacecraft β is determined (we assume that always β≥0).

Определяют высоту орбиты КА Н.Determine the height of the orbit of the spacecraft N.

По определенным значениям угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА β и высоты орбиты КА Н определяют (отбирают) витки орбиты, на которых длительность освещенной части витка превышает разность периода обращения КА и необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке (на данных витках отсутствует возможность обеспечить требуемую длительность естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя в тени планеты).Using certain values of the angle between the direction to the Sun and the orbit plane of the spacecraft β and the height of the orbit of the spacecraft N, the orbits of the orbit are determined (selected) at which the duration of the illuminated part of the revolution exceeds the difference between the spacecraft’s revolution period and the required duration of the heat release time by the radiator-heat radiator on the orbit (data turns there is no way to provide the required duration of natural cooling of the heat sink in the shadow of the planet).

Определение (отбор) таких витков осуществляется, например, следующим образом.The definition (selection) of such turns is carried out, for example, as follows.

При текущей высоте орбиты КА в диапазоне высот [Н1, H2]:At the current altitude of the orbit of the spacecraft in the altitude range [H 1 , H 2 ]:

H 1 H H 2 ,                                                                                                 (1)

Figure 00000003
H one H H 2 , (one)
Figure 00000003

H 1 = R sin ( arccos ( cos ( k π ) cos β max ) ) R ,                                                    (2)

Figure 00000004
H one = R sin ( arccos ( cos ( k π ) cos β max ) ) - R , (2)
Figure 00000004

H 2 = R sin ( k π ) R ,                                                                                      (3)

Figure 00000005
H 2 = R sin ( k π ) - R , (3)
Figure 00000005

β max = min { | i | + ε , π 2 } ,                                                                               (4)

Figure 00000006
β max = min { | | | i | | | + ε , π 2 } , (four)
Figure 00000006

где k - коэффициент, характеризующий необходимую длительность времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на каждом витке и равный отношению необходимой длительности времени сброса тепла на витке к длительности витка,where k is a coefficient characterizing the necessary length of time for heat dissipation by the radiator-heat emitter at each turn and equal to the ratio of the necessary duration of time for heat rejection on the turn to the duration of the turn,

R - радиус планеты,R is the radius of the planet,

βmax _ максимальное значение, которое может принимать угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА,β max _ the maximum value that can take the angle between the direction to the Sun and the orbital plane of the spacecraft,

i - угол наклонения орбиты КА,i is the inclination angle of the SC orbit,

ε - угол наклонения эклиптики (ε ~ 23°26'),ε is the inclination angle of the ecliptic (ε ~ 23 ° 26 '),

отбираем только те витки, на которых текущее значение угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты β более значения β*, при котором длительность теневой части витка орбиты равна необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке:we select only those turns at which the current value of the angle between the direction to the Sun and the orbit plane β is greater than the value β *, at which the duration of the shadow part of the orbit is equal to the required duration of the heat release time by the heat-radiator on the orbit:

β > β * ,                                                                                                    ( 5 )

Figure 00000007
β > β * , ( 5 )
Figure 00000007

β * = arccos cos θ cos λ ,                                                                                 (6)

Figure 00000008
β * = arccos cos θ cos λ , (6)
Figure 00000008

sin θ = R R + H .                                                                                       (7)

Figure 00000009
sin θ = R R + H . (7)
Figure 00000009

λ = T 2 2 π P ,                                                                                          (8) 

Figure 00000010
λ = T 2 2 π P , (8)
Figure 00000010

T = k P ,                                                                                               (10)  

Figure 00000011
T = k P , (10)
Figure 00000011

где θ - угловой полураствор видимого с КА диска планеты,where θ is the angular half-solution of the planet’s disk visible from the spacecraft,

λ - угловой полураствор теневой части витка орбиты, измеренный из центра планеты,λ is the angular half-solution of the shadow part of the orbit, measured from the center of the planet,

Р - период обращения КА,P is the spacecraft circulation period,

Т- длительность теневой части витка.T is the duration of the shadow part of the coil.

Условие (5) соответствует тому, что длительность теневой части данных витков орбиты меньше необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке. При выполнении условия (5) тень на витке или отсутствует совсем, или ее продолжительность меньше необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке. Если условие (5) не выполняется (при (β≤β*), то на данном витке длительность теневой части витка больше или равна необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке.Condition (5) corresponds to the fact that the duration of the shadow part of these orbit orbits is less than the required duration of the time of heat release by the radiator-heat emitter on the orbit. Under condition (5), the shadow on the coil is either completely absent, or its duration is shorter than the required duration of the heat release time by the radiator-heat emitter on the coil. If condition (5) is not fulfilled (for (β≤β *), then on this coil the duration of the shadow part of the coil is greater than or equal to the required duration of the heat release time by the heat sink-radiator on the coil.

При текущей высоте орбиты КА больше, чем высота H2:At the current altitude of the orbit of the spacecraft is greater than the height of H 2 :

H 2 < H ,                                                                                               (10)

Figure 00000012
H 2 < H , (10)
Figure 00000012

отбираем все витки, т.к. при выполнении (10) тень на всех витках или отсутствует, или ее продолжительность меньше необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке.we select all the turns, because when (10) is fulfilled, the shadow on all turns is either absent, or its duration is shorter than the required duration of the time of heat release by the radiator-heat emitter on the turn.

При текущей высоте орбиты КА меньше, чем высота H1 (при Н<Н1), на любом витке существует теневая часть и ее длительность всегда больше необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке.At the current altitude of the spacecraft’s orbit, it is less than the height H 1 (for H <H 1 ), there is a shadow part on any turn and its duration is always longer than the required duration of the heat release time by the heat sink-radiator on the turn.

На отобранных витках орбиты при прохождении КА освещенной части витка выполняют поворот СБ вокруг поперечной оси вращения СБ до пересечения прямой, проходящей через обращенную к Солнцу область поверхности радиатора-теплоизлучателя и направленной на Солнце, с СБ и поворот СБ вокруг продольной оси вращения СБ до достижения углом между нормалью к рабочей поверхности СБ и направлением на Солнце минимального значения. При такой ориентации панель СБ затеняет обращенную к Солнцу область поверхности радиатора-теплоизлучателя. При этом поворот СБ вокруг продольной оси вращения СБ до достижения углом между нормалью к рабочей поверхности СБ и направлением на Солнце минимального значения служит одновременно как для увеличения площади, затеняемой СБ, так и для максимизации генерации электроэнергии (генерация электроэнергии зависит от угла падения солнечного излучения на поверхность СБ). Данные повороты СБ выполняют в течение суммарной длительности Δ:On selected orbits, when passing through the spacecraft of the illuminated part of the turn, the SB is rotated around the transverse axis of rotation of the SB to the intersection of the straight line passing through the surface of the radiator-radiator facing the Sun and directed to the Sun with the SB and the SB is rotated around the longitudinal axis of rotation of the SB until the angle is reached between the normal to the working surface of the SB and the direction to the Sun of the minimum value. With this orientation, the SB panel obscures the surface area of the radiator-heat radiator facing the Sun. Moreover, the rotation of the SB around the longitudinal axis of rotation of the SB until the angle between the normal to the working surface of the SB and the direction to the Sun reaches the minimum value simultaneously serves both to increase the area shaded by the SB and to maximize the generation of electricity (electricity generation depends on the angle of incidence of solar radiation on SB surface). These turns of the SB perform during the total duration Δ:

Δ = k P T ,                                                                                               (11)

Figure 00000013
Δ = k P - T , (eleven)
Figure 00000013

и в пределах интервала времени [t1, t2], моменты начала и окончания которого рассчитываются по формулам:and within the time interval [t 1 , t 2 ], the start and end times of which are calculated by the formulas:

t 1 = t S + P 2 π ( η γ ) ,                                                                                 (12)

Figure 00000014
t one = t S + P 2 π ( η - γ ) , (12)
Figure 00000014

t 2 = t S + P 2 π ( η + π + γ ) ,                                                                           (13)

Figure 00000015
t 2 = t S + P 2 π ( η + π + γ ) , (13)
Figure 00000015

где γ = arcsin L 2 D 2 E 2 c t g 2 β 2 D E c t g β ,                                                      (14)

Figure 00000016
Where γ = arcsin L 2 - D 2 - E 2 c t g 2 β 2 D E c t g β , (fourteen)
Figure 00000016

ts - момент времени прохождения КА подсолнечной точки витка,t s is the instant of passage of the spacecraft of the sunflower point of the revolution,

L - длина СБ вдоль продольной оси вращения СБ, отсчитываемая от поперечной оси вращения СБ,L is the length of the SB along the longitudinal axis of rotation of the SB, counted from the transverse axis of rotation of the SB,

D - расстояние от поперечной оси вращения СБ до наиболее удаленной от данной оси точки поверхности радиатора-теплоизлучателя,D is the distance from the transverse axis of rotation of the SB to the farthest point from the axis of the surface of the radiator-radiator,

Е - расстояние от плоскости вращения СБ до наиболее удаленной от данной плоскости точки поверхности радиатора-теплоизлучателя,E is the distance from the plane of rotation of the SB to the farthest point from the plane of the surface of the radiator-radiator,

β - угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА.β is the angle between the direction to the Sun and the orbital plane of the spacecraft.

Расстояние Е может быть отсчитано вдоль поперечной оси вращения СБ. В этом случае данное расстояние можно определить как расстояние между продольной осью вращения СБ и перпендикуляром к поперечной оси вращения СБ, проходящим через наиболее удаленную от плоскости вращения СБ точку поверхности радиатора-теплоизлучателя.The distance E can be counted along the transverse axis of rotation of the SB. In this case, this distance can be defined as the distance between the longitudinal axis of rotation of the SB and the perpendicular to the transverse axis of rotation of the SB passing through the surface point of the radiator-heat emitter farthest from the plane of rotation of the SB.

При отсутствии на витке теневой части в соотношении (11) длительность теневой части витка равна нулю (Т=0).If there is no shadow part on the coil in relation (11), the duration of the shadow part of the coil is zero (T = 0).

Интервал [t1, t2] получен таким образом, что в любой момент данного интервала времени СБ может быть повернута до положения, в котором прямая, направленная от обращенной к Солнцу области поверхности радиатора-теплоизлучателя в сторону Солнца, непосредственно пересекает панель СБ - т.е. СБ затенит собой данную область поверхности радиатора-теплоизлучателя. Вне временного интервала [t1, t2] длины СБ L, в общем случае, недостаточно для того, чтобы поверхность радиатора-теплоизлучателя могла быть затенена СБ.The interval [t 1 , t 2 ] is obtained in such a way that at any moment of this time interval the SB can be rotated to a position in which a straight line directed from the surface area of the radiator-heat emitter facing the Sun towards the Sun directly intersects the SB panel - t .e. SB will obscure this area of the surface of the radiator-heat emitter. Outside the time interval [t 1 , t 2 ], the length of the SB L is, in general, not enough for the surface of the heat sink to be obscured by the SB.

Таким образом, в результате выполнения описанных действий суммарно на витке, с учетом длительности теневой части витка Т, радиатор-теплоизлучатель будет затенен в течение времени Δ+Т=k·Р, которое составляет необходимую длительность времени сброса тепла на витке.Thus, as a result of performing the described actions in total on the coil, taking into account the duration of the shadow part of the coil T, the radiator-heat emitter will be shaded for a time Δ + T = k · P, which is the necessary duration of the heat release time on the coil.

Поясним используемые формулы.Let us explain the formulas used.

Соотношения (12), (13), (14) получаются из соотношения:Relations (12), (13), (14) are obtained from the relation:

L = D + E t g ( π 2 β ) .                                                                                       (15)

Figure 00000017
L = D + E t g ( π 2 - β ) . (fifteen)
Figure 00000017

Поясним соотношение (15). Для этого рассмотрим такое повернутое положение продольной оси вращения СБ, при котором прямая, проходящая через точку обращенной к Солнцу области поверхности радиатора-теплоизлучателя и направленная на Солнце, пересекает продольную ось вращения СБ.Let us explain relation (15). To do this, we consider such a rotated position of the longitudinal axis of rotation of the SB, in which a straight line passing through a point of the surface area of the radiator-heat emitter facing the Sun and directed to the Sun intersects the longitudinal axis of rotation of the SB.

Соотношение (15) определяет на витке орбиты точки А1, А2 такие, что при угле между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА, равном значению β, и при вышеописанном повернутом положении продольной оси вращения СБ прямая, проходящая через точку обращенной к Солнцу области поверхности радиатора-теплоизлучателя и направленная на Солнце, проходит через окончание СБ. Это означает, что длина СБ L соответствует длине, необходимой и достаточной для затенения поверхности радиатора-теплоизлучателя панелью СБ в точках витка А1, А2 (фиг.2).Relation (15) defines points А 1 , А 2 on the orbit of the orbit such that for an angle between the direction to the Sun and the orbital plane of the spacecraft equal to β, and for the above-turned position of the longitudinal axis of rotation of the SB, the straight line passing through the point of the region facing the Sun surface of the radiator-heat emitter and directed to the Sun passes through the end of the SB. This means that the length of the SB L corresponds to the length necessary and sufficient for shading the surface of the heat sink radiator panel SB at the points of turn A 1 , A 2 (figure 2).

Геометрически положение данных точек А1, А2 описывается следующими углами: точки А1, А2 отстоят от точки As по ходу орбитального движения КА на углы, соответственно, η-γ и η+π+γ (фиг.1). Откуда следуют формулы (12), (13).Geometrically, the position of these points A 1 , A 2 is described by the following angles: points A 1 , A 2 are separated from point A s along the orbital motion of the spacecraft by the angles η-γ and η + π + γ, respectively (Fig. 1). Whence formulas (12), (13) follow.

Во всех точках витка, расположенных по ходу орбитального полета КА между точками А1, А2 (например, в точке А на фиг.1, фиг.3), для затенения поверхности радиатора-теплоизлучателя панелью СБ достаточно меньшей длины СБ, чем длина СБ, необходимая и достаточная для затенения поверхности радиатора-теплоизлучателя в точках А1, А2.At all points of the orbit located along the spacecraft’s orbital flight between points A 1 , A 2 (for example, at point A in FIG. 1, FIG. 3), the SB panel has a sufficiently short SB length than the SB length to obscure the surface of the heat sink radiator necessary and sufficient for shading the surface of the heat sink at the points A 1 , A 2 .

Таким образом, во всех точках витка, расположенных по ходу орбитального полета КА между точками между точками А1, А2, определяемыми соотношением (15), длины СБ L будет достаточно для затенения радиатора-теплоизлучателя панелью СБ.Thus, at all points of the orbit located along the spacecraft’s orbital flight between points between points A 1 , A 2 defined by relation (15), the SB length L will be sufficient to obscure the radiator-radiator by the SB panel.

С другой стороны, в точках витка, расположенных по ходу орбитального полета КА между точками А2, А1 (например, в точке А3 на фиг.1, фиг.4), для затенения поверхности радиатора-теплоизлучателя панелью СБ требуется большая длина СБ, чем длина СБ, необходимая и достаточная для затенения поверхности радиатора-теплоизлучателя в точках А1, А2 - т.е. длины СБ L, в общем случае, недостаточно для того, чтобы поверхность радиатора-теплоизлучателя могла быть затенена СБ между точками A2-A3-A1.On the other hand, at the turn points located along the spacecraft’s orbital flight between points A 2 , A 1 (for example, at point A 3 in FIG. 1, FIG. 4), a large SB length is required to obscure the surface of the heat-radiator by the SB panel than the length of the SB, necessary and sufficient for shading the surface of the radiator-radiator at points A 1 , A 2 - i.e. the length of the SB L is, in general, insufficient for the surface of the heat sink to be obscured by the SB between points A 2 -A 3 -A 1 .

Отметим, что на фиг.1÷4 представлены иллюстрации, на которых расстояние от поперечной оси вращения СБ до наиболее удаленной от данной оси точки радиатора-теплоизлучателя D равно AC, A1C1, А2С2, А3С3, а расстояние от плоскости вращения СБ до наиболее удаленной от данной плоскости точки радиатора-теплоизлучателя Е равно АВ, А1В1, А2 B2, А3 В3. В общем случае D≥AC, A1C, А2С2, А3С3 и E≥АВ, A1B1, А2В2, А3В3.Note that figure 1 ÷ 4 presents illustrations in which the distance from the transverse axis of rotation of the SB to the farthest point from the axis of the radiator-heat emitter D is AC, A 1 C 1 , A 2 C 2 , A 3 C 3 , and the distance from the plane of rotation of the SB to the farthest point of the radiator-radiator E is equal to AB, A 1 B 1 , A 2 B 2 , A 3 B 3 . In the general case, D≥AC, A 1 C, A 2 C 2 , A 3 C 3, and E≥AB, A 1 B 1 , A 2 B 2 , A 3 B 3 .

Соотношения (5)÷(9) иллюстрируются схемой, представленной на фиг.5, при этом соотношение (9) соответствует равенству длительности теневой части витка необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке.Relations (5) ÷ (9) are illustrated by the diagram shown in Fig. 5, while relation (9) corresponds to the equality of the duration of the shadow part of the turn of the necessary duration of the time of heat release by the heat sink-radiator on the turn.

Соотношения (2), (3) следуют из (6)÷(9) при, соответственно,Relations (2), (3) follow from (6) ÷ (9) for, respectively,

β*=βmax и β*=0.β * = β max and β * = 0.

Как правило на КА размещают несколько СБ и несколько радиаторов-теплоизлучателей. Например, СБ могут быть установлены парами, при этом в каждой паре продольные оси вращения СБ направлены в противоположные стороны. Несколько (например, не менее четырех) радиаторов-теплоизлучателей, каждый из которых имеет плоскую форму, могут быть размещены на разных сторонах внешней поверхности КА. В этом случае действия предлагаемого способа применяют к разным всевозможным комбинациям СБ и радиаторов-теплоизлучателей.As a rule, several satellites and several heat sinks are placed on the spacecraft. For example, SBs can be installed in pairs, while in each pair the longitudinal axis of rotation of the SBs are directed in opposite directions. Several (for example, at least four) radiators, heat emitters, each of which has a flat shape, can be placed on different sides of the outer surface of the spacecraft. In this case, the actions of the proposed method are applied to various various combinations of SB and radiators, heat emitters.

Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.We describe the technical effect of the invention.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение эффективности функционирования радиатора-теплоизлучателя, размещенного на снабженном подвижными СБ КА, путем создания дополнительных условий для естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя за счет затенения его СБ КА при любой высоте околокруговой орбиты КА.The proposed technical solution provides an increase in the functioning efficiency of the radiator-heat radiator located on a spacecraft equipped with mobile SB by creating additional conditions for the natural cooling of the radiator-heat radiator by shading its SB SC at any altitude of the spacecraft’s orbital orbit.

Достижение технического результата обеспечивается за счет:The achievement of the technical result is ensured by:

- выполнения построения предложенной орбитальной ориентации КА, при которой плоскость вращения СБ ориентирована предложенным образом,- completing the construction of the proposed orbital orientation of the spacecraft, in which the plane of rotation of the SB is oriented in the proposed manner,

- определения предложенных углов и высоты орбиты, по которым предложенным способом определяют витки орбиты, на которых нарушается условие достижения требуемой длительности естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя в тени планеты, и предложенным образом определяется интервал времени, в пределах которого выполняются предложенные повороты СБ,- determining the proposed angles and orbit heights, by which the orbit is determined by the proposed method, at which the condition for achieving the required duration of natural cooling of the radiator-heat emitter in the shadow of the planet is violated, and the time interval within which the proposed SB rotations are carried out is determined,

- выполнения на предложенных витках орбиты предложенных поворотов СБ в течение предложенной длительности времени и в пределах предложенного интервала времени.- execution on the proposed orbit of the orbit of the proposed turns of the SB during the proposed duration of time and within the proposed time interval.

В результате предложенных действий и предложенных условий их выполнения обеспечивается возможность реализации затенения радиатора-теплоизлучателя вращающейся СБ, что создает условия для естественного охлаждения радиатора-теплоизлучателя (в моменты отсутствия освещения радиатора-теплоизлучателя Солнцем). Выполненная оценка эффективности применения предлагаемого изобретения на международной космической станции (МКС) показала, что его использование качественно повысит эффективность функционирования радиаторов-теплоизлучателей, размещенных на модулях российского сегмента МКС.As a result of the proposed actions and the proposed conditions for their implementation, it is possible to implement the shading of the radiator-heat radiator of a rotating SB, which creates the conditions for the natural cooling of the radiator-heat radiator (when there is no illumination of the radiator-heat radiator by the Sun). An assessment of the effectiveness of the application of the invention on the International Space Station (ISS) showed that its use will qualitatively increase the efficiency of the functioning of radiators-heat emitters located on the modules of the Russian segment of the ISS.

Промышленное исполнение существенных признаков, характеризующих изобретение, не является сложным и может быть выполнено по известным технологиям.Industrial execution of the essential features characterizing the invention is not complicated and can be performed using known technologies.

Claims (1)

Способ управления орбитальным космическим аппаратом, включающий выполнение орбитального полета космического аппарата с размещенным на нем радиатором-теплоизлучателем по орбите вокруг планеты и разворот солнечной батареи, установленной с двумя степенями свободы на космическом аппарате, в рабочее положение, соответствующее совмещению нормали к рабочей поверхности солнечной батареи с направлением на Солнце, отличающийся тем, что производят построение орбитальной ориентации космического аппарата, при которой плоскость вращения солнечной батареи параллельна плоскости орбиты космического аппарата, и солнечная батарея расположена относительно плоскости орбиты со стороны Солнца, определяют максимальное значение угла между вектором скорости космического аппарата и перпендикуляром к поперечной оси вращения солнечной батареи, проходящим через поверхность радиатора-теплоизлучателя, определяют угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты космического аппарата, определяют высоту орбиты космического аппарата, по определенной высоте орбиты и определенному значению угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты космического аппарата определяют витки орбиты, на которых длительность освещенной части витка превышает разность периода обращения космического аппарата и необходимой длительности времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на витке, и на вышеопределенных витках орбиты при прохождении космическим аппаратом освещенной части витка выполняют поворот солнечной батареи вокруг поперечной оси вращения солнечной батареи до пересечения прямой, проходящей через обращенную к Солнцу область поверхности радиатора-теплоизлучателя и направленной на Солнце, с солнечной батареей и поворот солнечной батареи вокруг продольной оси вращения солнечной батареи до достижения углом между нормалью к рабочей поверхности солнечной батареи и направлением на Солнце минимального значения, при этом вышеописанные повороты солнечной батареи выполняют в течение суммарной длительности k·Р-Т в пределах интервала времени, моменты начала и окончания которого рассчитываются, соответственно, по формулам:
Figure 00000001

где
Figure 00000002

k - коэффициент, характеризующий необходимую длительность времени сброса тепла радиатором-теплоизлучателем на каждом витке и равный отношению необходимой длительности времени сброса тепла на витке к длительности витка,
Р - период обращения космического аппарата,
T - длительность теневой части витка,
ts - момент времени прохождения космическим аппаратом подсолнечной точки витка,
η - максимальное значение угла между вектором скорости космического аппарата и перпендикуляром к поперечной оси вращения солнечной батареи, проходящим через поверхность радиатора-теплоизлучателя,
L - длина солнечной батареи вдоль продольной оси ее вращения,
D - расстояние от поперечной оси вращения солнечной батареи до наиболее удаленной от данной оси точки поверхности радиатора-теплоизлучателя,
Е - расстояние от плоскости вращения солнечной батареи до наиболее удаленной от данной плоскости точки поверхности радиатора-теплоизлучателя,
β - угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты космического аппарата.
A method of controlling an orbiting spacecraft, including performing an orbital flight of a spacecraft with a radiator-heat emitter placed on it in an orbit around the planet and turning a solar battery installed with two degrees of freedom on a spacecraft into a working position corresponding to combining the normal to the working surface of the solar battery with direction to the Sun, characterized in that they build the orbital orientation of the spacecraft, in which the plane of rotation of the sun of the primary battery is parallel to the orbit plane of the spacecraft, and the solar battery is located relative to the orbit plane from the side of the Sun, the maximum value of the angle between the velocity vector of the spacecraft and the perpendicular to the transverse axis of rotation of the solar battery passing through the surface of the radiator-heat radiator is determined, the angle between the direction to the Sun is determined and the plane of the orbit of the spacecraft, determine the height of the orbit of the spacecraft, by a certain height of the orbit and a certain value The angle between the direction to the Sun and the orbital plane of the spacecraft is determined by the orbits of the orbit on which the duration of the illuminated part of the orbit exceeds the difference between the period of revolution of the spacecraft and the required length of time for the heat to be released by the radiator-radiator on the orbit, and on the above orbits of the orbit when the spacecraft passes through the illuminated part turn rotate the solar battery around the transverse axis of rotation of the solar battery until the intersection of a straight line passing through The area of the surface of the radiator-heat radiator and directed towards the Sun, with the solar battery, and the rotation of the solar battery around the longitudinal axis of rotation of the solar battery until the angle between the normal to the working surface of the solar battery and the direction to the Sun reaches the minimum value, the rotations of the solar battery described above are performed for total duration k · Р-Т within the time interval, the start and end moments of which are calculated, respectively, according to the formulas:
Figure 00000001

Where
Figure 00000002

k is a coefficient characterizing the required length of time for heat release by the heat sink-radiator at each turn and equal to the ratio of the necessary duration of time for heat release on the turn to the duration of the turn,
P is the period of revolution of the spacecraft,
T is the duration of the shadow part of the coil,
t s is the time moment of the spacecraft passing the sunflower point of the revolution,
η is the maximum value of the angle between the velocity vector of the spacecraft and the perpendicular to the transverse axis of rotation of the solar battery passing through the surface of the heat sink,
L is the length of the solar battery along the longitudinal axis of its rotation,
D is the distance from the transverse axis of rotation of the solar battery to the farthest point from the axis of the surface of the radiator-radiator,
E is the distance from the plane of rotation of the solar battery to the farthest point from the plane of the surface of the surface of the radiator-heat radiator,
β is the angle between the direction to the Sun and the plane of the orbit of the spacecraft.
RU2013106322/11A 2013-02-13 2013-02-13 Method of controlling orbiting spacecraft RU2536765C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013106322/11A RU2536765C2 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Method of controlling orbiting spacecraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013106322/11A RU2536765C2 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Method of controlling orbiting spacecraft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013106322A RU2013106322A (en) 2014-08-20
RU2536765C2 true RU2536765C2 (en) 2014-12-27

Family

ID=51384316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013106322/11A RU2536765C2 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Method of controlling orbiting spacecraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536765C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684241C1 (en) * 2018-04-05 2019-04-04 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Spacecraft controlling method with having one degree of freedom solar batteries

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5257759A (en) * 1991-11-27 1993-11-02 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for controlling a solar wing of a satellite using a sun sensor
US5653407A (en) * 1993-09-23 1997-08-05 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Geocentric pointing three-axis stabilised satellite in low orbit with single-axis steerable solar generator
US6227497B1 (en) * 1998-08-19 2001-05-08 Mobile Communications Holdings, Inc. Adaptively positioned solar array
RU2208559C1 (en) * 2001-10-29 2003-07-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Method of determination of inertial characteristics of spacecraft in the course of control by means of powered gyroscopes and jet engines
RU2242408C1 (en) * 2003-03-24 2004-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" Method for control of position of solar batteries of space vehicle and system for its realization
RU2279376C2 (en) * 2004-06-28 2006-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of control of temperature of spacecraft equipped with solar batteries
RU2325312C2 (en) * 2006-01-26 2008-05-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of spacecraft sun batteries position control and system of its implementation
RU2341421C2 (en) * 2006-06-07 2008-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" System of control of spacecraft solar batteries position

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5257759A (en) * 1991-11-27 1993-11-02 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for controlling a solar wing of a satellite using a sun sensor
US5653407A (en) * 1993-09-23 1997-08-05 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Geocentric pointing three-axis stabilised satellite in low orbit with single-axis steerable solar generator
US6227497B1 (en) * 1998-08-19 2001-05-08 Mobile Communications Holdings, Inc. Adaptively positioned solar array
RU2208559C1 (en) * 2001-10-29 2003-07-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Method of determination of inertial characteristics of spacecraft in the course of control by means of powered gyroscopes and jet engines
RU2242408C1 (en) * 2003-03-24 2004-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" Method for control of position of solar batteries of space vehicle and system for its realization
RU2279376C2 (en) * 2004-06-28 2006-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of control of temperature of spacecraft equipped with solar batteries
RU2325312C2 (en) * 2006-01-26 2008-05-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of spacecraft sun batteries position control and system of its implementation
RU2341421C2 (en) * 2006-06-07 2008-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" System of control of spacecraft solar batteries position

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684241C1 (en) * 2018-04-05 2019-04-04 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Spacecraft controlling method with having one degree of freedom solar batteries

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013106322A (en) 2014-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hunt et al. Field‐aligned currents in Saturn's southern nightside magnetosphere: Subcorotation and planetary period oscillation components
Fernández-Ahumada et al. A novel backtracking approach for two-axis solar PV tracking plants
US6676263B2 (en) Performance improvements of symmetry-breaking reflector structures in nonimaging devices
US7744036B2 (en) Method for designing an orbit of a spacecraft
RU2340518C2 (en) Method of cosmic vehicle solar batteries position control and system for its implementation
CN101858747A (en) An Analytical Determination Method of the Attitude of the Satellite Sailboard to the Sun Orientation Target Using the Earth&#39;s Irradiation Energy Effectively
Meng et al. Optimal design of symmetrical two-stage flat reflected concentrator
CN104090612A (en) Inclined orbit spacecraft energy obtaining method based on yaw steering
Boito et al. Application of a fixed-receiver Linear Fresnel Reflector in concentrating photovoltaics
Gorbunova et al. Analytical control laws of the heliocentric motion of the solar sail spacecraft
RU2535963C2 (en) Control over orbital spacecraft
RU2536765C2 (en) Method of controlling orbiting spacecraft
Lipunov Astrophysical meaning of the discovery of gravitational waves
Fuselier et al. Cusp dynamics and ionospheric outflow
US20080295825A1 (en) Focal width correcting lens system for concentrating sunlight
Jin et al. Motion analysis and trajectory planning of solar tracking of a class of Space Solar Power Station
Strebkov et al. Nontracking solar concentrators with louvered heliostats: A calculation algorithm
RU2684241C1 (en) Spacecraft controlling method with having one degree of freedom solar batteries
Khabibullin et al. Nonlinear modeling and study for control of the research spacecraft with solar sail
RU2428361C1 (en) Method of orienting spaceship bound coordinate system axes in space
CN103970991A (en) Method for analyzing on-orbit sheltered condition of solar battery arrays of stationary orbiting satellite
Torres-Roldán et al. Assessment of the pointing error of heliostats with a single not polar rotation axis for urban applications
Gorbunova et al. Control of the spacecraft with a solar sail, performing an interplanetary flight
Zhang et al. RETRACTED:“Design of heliostats field for scale of 1 MW solar power tower plant”[Proc. Environ. Sci. 11 (Part C)(2011) 1164–1170]
Kato et al. Sensitivity Analysis of the Non-Gravitational Perturbations on a Mercury Orbiter