猫と惑星系

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小惑星周りの重力勾配

2013-11-19 18:44:46 | 宇宙開発
小惑星探査経験豊富なNASAやJAXAはもちろんの事、彗星とランデブーしようとしているESAでさえ、こんな事は「サクッとまるっとお見通し」なんでしょうが、小惑星に近接する時に「どないすんねん」と興味が有るので、以下、機械翻訳。
宇宙船の重力勾配トルクが指導、ナビゲーションとコントロール
目的:このペーパーは、重力勾配トルクの前の4番目のオーダーのモデルの改良である4番目のオーダーまで惰性について宇宙船の 積分 を考慮に入れることによって、小惑星の周りに宇宙船の重力勾配トルクのいっぱいの4番目のオーダーのモデルを提出します。
引力の可能性の組織立てを使うことによって、フルの4番目のオーダーの重力勾配トルクの明示的な定式化が得られます。 それで数のシミュレーションが我々のモデルを実証するために実行されます。
調査結果 - 我々は、我々のモデルが宇宙船のより優れた慣性 integrals の考慮のために前の4番目のオーダーのモデルよりいっそう健全で、そして正確であることに気付きます。 数のシミュレーション結果が前の4番目の命令のモデルの動きが正確な動きと非常に異なっていることを示します、他方我々のフルの4番目の命令のモデルは正確な動きに非常にうまくぴったり合います。 我々のいっぱいの4番目のオーダーのモデルは小惑星の周りに高い精度の態度動的関係と管理のために十分に正確です。
実際的な帰結的意味 - この高い精度のモデルは科学的な探究と地球近傍小天体緩和のために未来の小惑星のミッションのために重要です。
独創性 / 価値 - 前のモデルと比較して、いっそう健全で、そして正確な小惑星の周りの重力勾配トルクモデルが確立されます。 このモデルは小惑星の周りに高い精度の態度動的関係と管理にとって貴重です。
キーワード宇宙船;重力勾配トルク;小惑星;第2番目の度とオーダー重力フィールド;小惑星についての不可欠なペーパータイプ研究論文イントロダクション研究が提供することができた慣性が我々の太陽系の過去に関して基本的な疑問に答えます。 これまでの20年にわたって、小惑星への宇宙船のミッションに対しての興味は増加しました。 宇宙船はすんでの観察をして、小惑星からサンプルを返却して、そして土地ベースの観察より多くの詳細なインフォメーションを提供することができます。 いくつかのミッションが小惑星 Itokawa に小惑星 Eros と JAXA (日本語)のミッション Hayabusa へのNASAの地球近傍小惑星ランデブー(近く)のミッションのような、大きい成功を使って開発されました。
いくつかの他のミッションが現在開発中です。
このようなミッションを設計することにおいて主軸の1つが小惑星の周りに宇宙船の dynamical 行動の分析です。 小惑星の不規則な形、球形でない大量の分布と回転状態は宇宙船の動的関係を地球の周りにそれと非常に異ならせます。 そのために、細部で小惑星の周りに軌道の(人たち・もの)と態度動的関係を調査することは必要です。 小惑星の周りの軌道の力学は(最近のレビューのためにクマール、2008参照)多くの新聞で研究されました、他方小惑星の周りの態度力学は Riverin と Misra (2002年)、 Misra とパンチェンコ(2006年)とクマール(2008年)によって研究されました。 重力勾配トルクは態度動きの主な心の動揺です。 このペーパーで、我々は小惑星の中央でない重力フィールドで宇宙船の重力勾配トルクに焦点を合わせます。
地球のような、球形でない物体についての宇宙船の重力勾配トルクは Sarychev (1961年)、スフレーヘル(1966年)とヒューズ(1986年)のような、いくつかの仕事で調査されました。 それらの結果は重力勾配トルクの主な期間が地球の重力フィールドの中央のコンポーネントによって提供されたことを示しました。 oblateness の
地球が重力勾配トルクに貢献をします、そしてそれは静止軌道にある軌道(クマール、2008)の上に主な期間以下しかおよそ5つの規模ではありません。 これは理論的な研究と実用的なアプリケーションで地球の周りに宇宙船の態度力学で地球の 扁平率 がなぜ考慮に入れられないかという理由です。
しかしながら、 Riverin と Misra (2002年)、 Misra とパンチェンコ(2006年)とクマールで示されるように(2008)、非常に重要であり得る態度動きに対する小惑星の 非心 重力フィールドの効果は考慮に入れられるべきです。
中央でない重力フィールド(Riverin と Misra 、2002、 Misra とパンチェンコ、2006、クマール、2008)におけるこれらの姿勢力学に関する前の研究で、2番目のオーダーまでの宇宙船の慣性 integrals が考慮されました。 しかしながら、第3と、重力フィールドの 非心 コンポーネントより重力勾配トルクのより低いオーダーの基準に現われる4番目の命令の慣性 integrals は考慮されませんでした。 結果として、ただ2番目の命令の刑期と4番目の命令の刑期の一部だけが3番目の命令の任期と怠られた他の4番目の命令の任期で、重力勾配トルクの中で、含まれました。 それで、重力勾配トルクの前のモデルは宇宙船のより優れた慣性 integrals を考慮に入れることによって改善されることができます。
このペーパーで、4番目のオーダーまで惰性について宇宙船の integrals を考慮に入れることによって、小惑星の周りの重力勾配トルクのいっぱいの 四次 モデルが確立されます。 小惑星の重力フィールドは調和的な係数 C20 と C22 と一緒の第2番目の度とオーダー重力フィールドであると考えられます。 ワングによる結論によればそして
スー(2012年)、この近似は4番目のオーダーの重力勾配トルクモデルのために十分に正確です。 宇宙船の4番目のオーダーの引力の可能性はテイラー拡大に基づいて得られます。 それで引力の可能性がある派生物に関する重力勾配トルクの表現は派生されます。 4番目のオーダーの引力の可能性の組織立てを使うことによって、フルの4番目のオーダーの重力勾配トルクの明示的な定式化が得られます。 若干の有用な結論が達せられます。 それで特殊な宇宙船が36のポイントのミサから成り立った数のシミュレーションが考慮されて、我々のモデルを実証するために実行されます。


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