Ученые СПбГУ предложили способ стабилизации космических спутников с помощью магнитного поля Земли

Дата публикации: 13 апреля 2023

Математики Санкт-Петербургского университета разработали комбинированный метод стабилизации космических спутников, основанный на суперпозиции — комбинации — двух управляющих моментов, каждый из которых порождается магнитным полем Земли. Результаты исследования опубликованы в Journal of Applied and Computational Mechanics.

Проблема стабилизации углового положения (угловой ориентации) искусственного спутника Земли (ИСЗ) — это одна из важнейших задач космодинамики, отрасли изучения динамики космических аппаратов. Чтобы искусственные спутники Земли могли корректно выполнять космические миссии, необходимо обеспечить точную программу вращательного движения относительно центра масс спутника. Этот вопрос тем или иным способом решается с самого начала космической эры — со времен запуска первого искусственного спутника 04.10.1957. Однако способы решения проблемы ориентации спутников постоянно совершенствуются, кроме того, ученые разрабатывают новые варианты.

«В данной работе для решения этой проблемы мы предлагаем электродинамический способ управления, основанный на одновременном использовании двух управляющих моментов. Каждый из них основывается на взаимодействии искусственного спутника с магнитным полем Земли», — объяснил профессор кафедры теоретической и прикладной механики СПбГУ Алексей Тихонов.

Настоящие  джинсы  из  Америки  в  Нижнем  Новгороде. Магазин  "Джинсы Америки".  Нижний Новгород. Ул.  Рождественская 46

Управляющий момент в данном случае — это силовой фактор, оказывающий влияние на угловое движение спутника. Управляя им, можно изменять движение искусственного спутника относительно его центра масс. Например, известно, что стрелка компаса поворачивается под влиянием магнитного поля Земли — это и есть проявление момента магнитного взаимодействия. Если такую «стрелку компаса» жестко скрепить с искусственным спутником планеты, обладающим магнитным полем, то в этом поле будет поворачиваться не только стрелка, но и весь спутник, с которым она связана. Если при этом еще обеспечить возможность менять направление условной магнитной стрелки относительно спутника по заранее заданной программе, то можно обеспечить нужный режим углового движения искусственного космического тела в пространстве. Комбинирование этих методов позволяет добиться наибольшей эффективности.

Вместе с этим ученые СПбГУ предложили объединить два управляющих момента, связанных с магнитным полем Земли, в одной системе управления. Такое совмещение позволит получить качественно отличный результат, который можно будет применить на практике.

Для информации

Теоретические основы и прикладные вопросы реализации этого способа управления искусственными спутниками Земли еще недостаточно всестороннее изучены, однако ученые по всему миру сегодня занимаются подобными исследованиями. Одним из центров изучения описанного метода является Санкт-Петербургский государственный университет — первый университет России, основанный 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт-Петербургский университет отметит свой 300-летний юбилей.

План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300-летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в честь СПбГУ, выпуск банковских карт со специальным дизайном, создание почтовых марок, посвященных истории первого университета России, брендирование самолета авиакомпании «Россия» и многое другое. Кроме того, Университет запустил сайт, посвященный предстоящему празднику, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях подготовки к юбилею.

Пресс-служба и сайт СПбГУ spbu.ru

Поделиться: