С.И. БОЛДЫРЕВ, О.П. КОЛОМИЙЦЕВ Г.С. ИВАНОВ-ХОЛОДНЫЙ, А.И. ОСИН

Реклама
УДК 521(06) Астрофизика и космофизика
С.И. БОЛДЫРЕВ, О.П. КОЛОМИЙЦЕВ
Г.С. ИВАНОВ-ХОЛОДНЫЙ, А.И. ОСИН
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, Московская область
ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ
АКТИВНОГО СУЩЕСТВОВАНИЯ ИСЗ В УСЛОВИЯХ
МИНИМУМА 24-го ЦИКЛА СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
В настоящей работе обсуждается прогноз времени существования на орбите
гипотетического ИСЗ, конструктивно близкого ИСЗ КОРОНАС-И с теми же
начальными характеристиками орбиты и возможным сроком запуска в минимуме
солнечной активности, в соответствии с предварительным прогнозом уровня
солнечной активности в 24-м цикле.
Одним из основных внешних факторов, определяющих орбитальные
характеристики ИСЗ, являются пространственновременные вариации
плотности атмосферы, зависящие от многих факторов и, в первую
очередь, от уровня солнечной активности (СА).
Из наблюдательных данных конца 2007 г. следует, что минимум 24-го
цикла СА наступит в первой половине 2008г. (по числам Вольфа), хотя
значения потока излучения F10,7 уже достигли минимальных значений.
По существующему предварительному прогнозу уровня СА в 24-м
цикле максимум цикла наступит в первой половине 2012г. с
максимальным числом W ≈ 113 ─ 115.
В работе обсуждается возможность прогноза времени существования
на орбите гипотетического ИСЗ (Х), конструктивно близкого ИСЗ
КОРОНАС-И (К-И) с теми же начальными характеристиками орбиты и
возможным временем запуска в ближайшем минимуме СА.
Запущен ИСЗ К-И был в марте 1994 г. и находился в полете вплоть до
2001г. На рис. 1 приведён орбитальный сценарий полета ИСЗ К-И [1].
Видно, что спутник пролетал от минимума до максимума 23-го цикла СА.
Минимум 23-го цикла имел место в первой половине 1996г. (1995.5).
Максимум 23-го цикла СА произошел в феврале 2001 г. с максимальным
числом W = 122.
Из изложенного для наших целей можно предположить определённое
подобие этих двух циклов в своих интегральных характеристиках.
Орбитальные данные полёта ИСЗ К-И и технические характеристики
спутника приведены в работе [1].
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 9
121
УДК 521(06) Астрофизика и космофизика
1994/01
2001/01
Рис. 1. Орбитальный сценарий ИСЗ КОРОНАС-И
(верхний график - снижение высоты апогея орбиты, нижний - перигея орбиты)
На шкале абсцисс отмечены даты с интервалом полгода, на шкале ординат
отмечена высота орбиты, начиная от 100км с интервалом 50км
Для нас важны следующие данные: начальная высота орбиты
(предполагается тот же тип ракеты-носителя и тот же тип орбиты) h =
545км; площадь аэродинамического сопротивления S ≈ 13.7м2; масса
спутника М ≈ 2600кг. По условиям задачи предполагается, что ИСЗ Х
имеет те же технические и начальные орбитальные характеристики.
Выражение для силы торможения D, действующей в полёте на ИСЗ в
направлении, противоположном скорости его движения V относительно
окружающей атмосферы, имеющей плотность с, в аэродинамическом
приближении записывается в виде [2]: D=0.5 с V 2SCD. Здесь S –
характерное поперечное сечение (площадь) объекта; CD – безразмерный
коэффициент торможения.
Для ИСЗ К-И и ИСЗ Х отношение сил торможения определяется лишь
отношением плотностей атмосферы для заданных условий на орбите:
DI /DF =с(К-И)/с(Х)
ИСЗ Х достигнет слоёв атмосферы с «критической» плотностью с
точки зрения торможения, равную 10-14 г/см3, на высотах hp ≈ 400 км в
первой половине 2013 г.
Список литературы
1. Болдырев С.И., Коломийцев О.П., Иванов-Холодный Г. С. и др. Астрономический
вестник. Т. 39. № 6. 2005. С. 26
2. КингХили К. Теория орбит искусственных спутников в атмосфере. 1966. М.: МИР.
С. 186.
122
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 9
УДК 521(06) Астрофизика и космофизика
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 9
123
Скачать