利用太阳帆与自然力分析空间碎片的轨道演化
地球与行星天体物理
2023-07-26 v1
摘要
本文分析了位于地球静止轨道（GEO）的这些物体的轨道演化。基于此，考虑了使用太阳帆以帮助清理空间环境的可能性。动力学中计入了作用于碎片轨道的主要自然环境因素扰动。作用于太阳帆的此类力可迫使 GEO 轨道中这些物体的偏心率增大。已有若干作者给出考虑单平均模型的太阳辐压模型。但经文献调研我们发现，作者们均将绕太阳的地球视为圆且倾斜的轨道。我们对 SRP 模型的贡献在于发展了不同于其他作者的一种方法，其中我们考虑太阳处于椭圆且倾斜的轨道，这对于太阳系中偏心率不可忽略的其他天体亦成立。SRP 表达式推导至二阶。我们发现一阶项远优于二阶项，故四极项可忽略。另一贡献是识别近地点幅角（g）与升交点经度（h）初始条件的途径，其中（g, h）平面上的某些值有助于放大偏心率增长。数值模拟中我们考虑了来自 Stuff in Space 网站移除的空间碎片的真实数据。太阳帆借助以太阳本身为推进系统的清洁能源（不同于化学推进剂）来帮助清理空间环境，从而有助于空间探索的可持续性。
引用
@article{arxiv.2307.08170,
title = {Analysis of the orbital evolution of space debris using a solar sail and natural forces},
author = {Jean Paulo dos S. Carvalho and Rodolpho Vilhena de Moraes and Antonio Fernando Bertachini de A. Prado},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.08170},
year = {2023}
}