带电人造卫星在重力与洛伦兹力矩作用下的平衡
空间物理
2015-06-19 v1 天体物理仪器与方法
摘要
本文研究了刚性人造卫星在圆轨道中受重力梯度力矩和洛伦兹力矩作用的姿态动力学。洛伦兹力矩是基于作用于带电卫星表面的洛伦兹力的电动力学效应推导而成的。我们假设卫星在低地球轨道 (LEO) 中运动，其地磁场被建模为偶极子模型。针对一般形状的人造卫星，我们建立了洛伦兹力力矩模型，并利用欧拉非线性微分方程描述其姿态定向。确定了所有平衡位置并获得了其存在条件。数值结果表明，带电卫星中心的电荷 和半径 为卫星姿态提供了一种特定类型的半被动控制。此类控制的技术途径是增加或减少卫星的静电辐射屏蔽。所得结果证实，电荷的变化会影响洛伦兹力矩的大小，进而可能影响卫星的控制。此外，还研究了洛伦兹力矩大小与轨道倾角之间的关系。
引用
@article{arxiv.1405.3542,
title = {Equilibria of a charged artificial satellite subject to gravitational and Lorentz torques},
author = {Yehia A. Abdel-Aziz and Muhammad Shoaib},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.3542},
year = {2015}
}
备注
To appear in Research in Astronomy and Astrophysics