Дмитрий Сизов знает, как сделать полет спутников более комфортным

Предложенный способ позволяет рассчитать траекторию их движения

Современные малые спутники при взаимодействии с воздухом на низких и сверхнизких околоземных орбитах начинают хаотично вращаться вокруг продольной оси. Доцент кафедры «Химическая технология» сызранского филиала Политеха Дмитрий Сизов совместно с профессором Самарского университета Владимиром Аслановым исследовал движения произвольно вращающихся спутников под действием аэродинамического, гравитационного и магнитного моментов с учетом аэродинамического демпфирования и математически описали этот процесс. Теперь траекторию движения спутников можно заранее рассчитать.

– Многие спутники, летающие на низких и сверхнизких (до 450 км) околоземных орбитах, иногда снабжены «оперением» (как у стрелы) – раскладными элементами, которые при взаимодействии с атмосферой помогают ему ориентироваться вдоль направления орбитального движения, – поясняет Дмитрий Сизов. – Если спутник вращается вокруг своей продольной оси (как волчок), то «носом вперед» – не единственное его устойчивое положение (вполне комфортным будет движение «боком»). Но под действием различных возмущений, связанных, например, с влиянием магнитного поля Земли, спутник может начать непредсказуемо (хаотично) менять свою ориентацию и перемещаться из одного устойчивого положения в другое.

Для математического описания такого весьма непростого вращения спутника самарские ученые задействовали целый арсенал приемов из классической механики (уравнения Рауса, уравнения Лагранжа, разделение углового движения на невозмущенную часть и малые возмущения, выделение динамического потенциала из полной энергии и другие) и вывели дифференциальные уравнения углового движения спутника в безразмерном виде. Они помогут предсказать поведение спутника в широком диапазоне высот орбиты.