🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

Математическое моделирование процесса образования облака из техногенных микрочастиц, непрерывно инжектируемых точечным источником, движущимся в околоземном космическом пространстве по заданной орбите

Работа №69870

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

механика

Объем работы22
Год сдачи2016
Стоимость4350 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
164
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
1. Физическая постановка задачи 5
2. Силы, определяющие динамику источника и частиц облака 7
3. Математическая модель 9
4. Особенности динамики облака МЧ на различных орбитах 10
5. Анализ облака МЧ на орбите «Молния» 16
Заключение 19
Список литературы 21

Ввиду постоянного роста числа пассивных орбитальных объектов техногенного происхождения (космического мусора) в околоземном космическом пространстве (ОКП) проблема наблюдения и предсказания эволюции облака космического мусора в ОКП приобретает всё большую значимость.
Можно выделить несколько направлений исследований в данной области: изучение динамики крупных объектов космического мусора, таких как вышедшие из строя КА и их обломки; исследование динамики мелких частиц размера порядка нескольких миллиметров; изучение динамики микрочастиц (МЧ) размера менее миллиметра.
В частности, важное место занимает вопрос о динамике техногенных МЧ размера от 1 цш до 400 цш. Такими частицами являются, в частности, продукты деградации материала поверхности КА. Наблюдения показывают, что на некоторых околоземных орбитах могут существовать облака МЧ, называемые астрозолями, которые представляют угрозу для функционирования КА на данных орбитах [7]. В области низких высот (до 2000 кш) максимальная плотность потока частиц в астрозольных облаках может достигать значений порядка 12 m-2s-1 при средней фоновой плотности потока порядка 1.7 х 10-3m2s-1. Механизм появления таких облаков до сих пор не изучен, однако предполагается, что одним из возможных источников техногенного загрязнения ОКП в области низких орбит могут служить объекты, движущиеся по высоким эллиптическим орбитам с низким перигеем типа орбиты спутника «Молния» [4].
В данной работе ставится задача построения математической модели процесса загрязнения области низких орбит продуктами деградации поверхности КА в условиях их непрерывной инжекции. Основное внимание уделено исследованию особенности динамики облака техногенных МЧ, инжектируемых точечным источником, движущимся по орбите типа «Молния».


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

На основе построенной математической модели динамики облака техногенных МЧ в условиях их непрерывной инжекции точечным источником, движущимся по выбранной орбите в ходе численных экспериментов были получены следующие результаты:
• Низкие круговые орбиты не являются источником астрозолей на низких орбитах. Среднее время жизни частиц составляет от 2 до 14 часов для МЧ различных фракций вследствие быстрого торможения частиц атмосферой.
• Высокие круговые орбиты также не являются источником астрозолей на низких орбитах. Образующиеся облака рассеиваются под действием солнечного давления, которое также медленно сводит частицы на ВЭО с низким перигеем.
• Высокие эллиптические орбиты с низким перигеем представляют потенциальный источник потоков МЧ в низкоорбитальной области со средними значениями порядка 10-3m-2 s-1и пиковыми порядка 9 m-2s-1. Вероятно, появление астрозолей с плотностью потока частиц около 12 m-2 s-1может быть объяснено деградацией поверхности материала КА, движущегося по данным орбитам.
В качестве дальнейших исследований следует разобрать вопрос динамики частиц земного происхождения, выбрасываемых с поверхности КА при выходе на ВЭО. Также следует подробнее изучить процесс деградации других материалов поверхности КА в условиях преобладания безатмосферной среды.



[1] Green B.D, Galica G.E. et al. Optical environment surrounding the MSX spacecraft // Proceedings of the 7th International Symposium on Materials in Space Environment, Touluse, France. — 1997.
[2] Klinkrad H. Space Debris. Models and Risk Analysis / European Space Agency. — Springer-Praxis, 2006. — ISBN: 3-540-25448-X.
[3] NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparison and scientific issues / J.M. Picone, A.E. Hedin, D.P. Drop, A.C. Atkin // Geophys. Res.— 2002.— Vol. 107, no. A12.— P. SIA 15-1 — SIA 15-16.
[4] Singer S.F., Mulholland J.D. et al. LDEF Interplanetary Dust Experiment: Techniques for the Identification and Study of Long-Lived Orbital Debris Clouds. — 1991. — IAF PAPER 91-285.
[5] Колесников Е.К. Динамические модели процессов распространения потоков заряженных частиц в космической плазме : Диссертация на соискание степени доктора ф.-м. наук / Е.К. Колесников ; СПбГУ. — СПб, 1998.
[6] Исследование астрозолей в околоземном космическом пространстве с использованием результатов бортовых измерений и математического моделирования. Анализ воздействия потоков астрозолей на элементы конструкции космических аппаратов : Отчет : МНТЦ 3412 / Научно-исследовательский институт математики и механики им. академика В.И. Смирнова Санкт-Петербургского государственного университета ; исполн.: Е.К. Колесников и др.— 198504, Россия, Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский пр., 28 : 2010.
[7] Колесников Е.К., Чернов С.В. О возможности длительного орбитального существования субмикронных частиц, инжектируемых в околоземное космическое пространство на вытянутых эллиптических орбитах с низким перигеем // Космические исследования.—
2013. — Т. 51 №4. — С. 287-293.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.