Астемесова КС
advertisement
АННОТАЦИЯ диссертации на соискание ученой степени «доктора философии» (Ph.D) по специальности 6D072300 - Техническая физика Астемесова Каламкас Сериковна Движение тела в нестационарном нецентральном поле тяготения Актуальность исследования Исследования нестационарных задач небесной механики являются актуальными как в плане фундаментальных исследований при разработке качественных, аналитических и численных методов, так и в отношении практических приложений к ряду насущных задач исследований движения искусственных и естественных небесных тел. Соответственно новыми являются методы небесно-механического описания эволюции нестационарных космических объектов. Для построения основ теории движения небесных тел в нестационарном нецентральном поле тяготения поставлена и разработана обобщенная задача двух центров с переменным межцентровым расстоянием. Она является модификацией известной в небесной механике обобщенной задачи двух неподвижных центров, учитывающей возможную вариацию важнейших физических параметров фигуры Земли. Найденное решение может быть использовано в качестве промежуточного движения при анализе эффектов переменной гравитации в орбитальном движении искусственных спутников Земли. Для этого рассматривается движение материальной точки в поле тяготения несферического тела с медленно меняющимися со временем параметрами, в частности размерами и формой. Движение ИСЗ в нестационарном геопотенциале моделируется на основе обобщенной задачи двух центров с переменным межцентровым расстоянием. В рассматриваемой модельной задаче потенциал Земли аппроксимируется с точностью до первых трех зональных гармоник потенциалом обобщенной задачи двух центров с переменным межцентровым расстоянием. В этом случае в движении ИСЗ учитывается основной возмущающий фактор, сжатие Земли, что позволяет найти промежуточное движение и соответственно определить промежуточную орбиту ИСЗ. Это дает возможность разработать формулы промежуточной орбиты и представить системы оскулирующих элементов орбиты. Полученные результаты для элементов промежуточной орбиты позволят в первом приближении дать оценку динамической значимости совместного влияния различных возмущающих нестационарных факторов и нецентральности поля тяготения в движении ИСЗ. Целью настоящей работы является исследование движения тела в нестационарном нецентральном поле тяготения на основе обобщенной нестационарной задачи двух неподвижных центров и задачи движения в поле тяготения Хилла. Для достижения поставленной цели в работе решали следующие задачи: - исследование обобщенной нестационарной задачи двух неподвижных центров; - определение координат эллиптического и кругового движения в поле тяготения Хилла; исследование поступательно-вращательного движения тела в нестационарном нецентральном поле тяготения Хилла на параболической орбите; - исследование устойчивости в смысле Ляпунова спиральных и круговых движений в нестационарных осесимметричных гравитационных полях. Предмет исследования: Системы уравнений движения, описывающие динамику небесных тел. Объектом исследования является движение тел в нецентральном поле тяготения. Методы исследования: В работе использованы аналитические, количественные и качественные методы динамики гравитирующих систем. Научная новизна. Новизна исследований обусловлена новыми динамическими методами расчета движения небесных тел с учетом влияния дополнительных факторов эволюции орбит, включающей возмущающие внешние силы динамической и диссипативной природы. Приведен интегрируемый случай обобщенной задачи двух неподвижных центров переменным гравитационным параметром при наличии добавочной силы, пропорциональной скорости изменения гравитационного параметра. Установлены условия существования широкого класса спиральных и круговых орбит в нестационарных осесимметричных полях тяготения. Основные положения, выносимые на защиту. промежуточное движение спутника, системы оскулирующих элементов в обобщенной нестационарной задаче двух неподвижных центров, учитывающей нецентральность поле тяготения Земли; возмущение траекторий эллиптического и кругового движения в поле тяготения Земли с дополнительным учетом влияния Луны (поле тяготения Хилла); поступательно-вращательное движение тела в нестационарном нецентральном поле тяготения Хилла на параболической орбите; условия устойчивости в смысле Ляпунова спиральных и круговых движений в нестационарных осесимметричных гравитационных полях. Научная и практическая значимость работы. Научная и практическая значимость обусловлена тем, что ожидаемые результаты послужат вкладом в развитие отдельных направлений фундаментальных и прикладных исследований космического пространства. Решение обобщенной нестационарной задачи двух неподвижных центров может быть использовано в качестве промежуточного движения при анализе эффектов переменной гравитации в орбитальном движении ИСЗ. Результаты работы могут быть также использованы для интерпретации структурных и динамических особенностей нестационарных гравитирующих систем. Связь диссертационной работы с научно-исследовательскими программами. Связь диссертационной работы с научно-исследовательскими программами. Диссертация выполнялась в рамках проектов: НИР «Развитие методов исследования поступательно-вращательного движения искусственных космических объектов с учетом внешних возмущений», государственный регистрационный номер №0112РК00381 (2012-2014гг.); НИР включена в научные планы лаборатории расчета орбитальных параметров и геопозиционирования Департамента космического материаловедения и приборостроения АО «Национальный центр космических исследований и технологий». Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 15 печатных работах, из них 8 статей в изданиях перечня Комитета по контролю в сфере образования и науки МОН РК, 4 публикаций в сборниках тезисов и докладов конференций, 1 – в докладах международных зарубежных конференций и 2 статьи в рецензируемых журналах Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, заключения и списка использованных источников. Объем диссертации: 95 страниц текста и 102 список использованных источников.
