ап 50

РЕФЕРАТ

Дипломный проект содержит 64 страницы, 19 иллюстраций, 7 источников, 26 формул, 1 таблицу.

Ключевые слова: космический аппарат, космический мусор, механика орбитального полета, орбита, радиолокация.

Объектом данной работы являются Радиолокационные Космические Системы (РЛКС), предназначенные для регистрирования и каталогизации космического мусора (КМ).

Цель работы – оценка эффективности применения наземных радиолокационных средств для мониторинга малоразмерного космического мусора.

Актуальность задачи обусловлена растущим числом космического мусора на околоземных орбитах; Необходимостью постоянного контроля КМ и его каталогизации.

Полученные в процессе решения данные позволят рассчитать поток космического мусора в зависимости от широты пункта наблюдения и угла места. Эти данные помогут при дальнейших расчетах, связанных с наблюдением и каталогизацией КМ, а также, при выборе места установки новых РЛКС.

В системной части работы рассматривается проблема теоретически, и приводится анализ имеющихся систем.

А в специальной части представлены методы расчета концентрации потока и других параметров КМ, необходимых для решения поставленной задачи.

Оглавление

Введение. 6

1. Системная часть. 8

1.1. Проблемы, создаваемые некаталогизированным космическим мусором.. 8

1.2. Системный анализ прототипа. 10

1.2.1. Описание объекта исследования. 10

1.2.2. Надсистема, в состав которой входит система в качестве компонента. 12

1.2.3. Краткий обзор существующих систем рассматриваемого типа и выбор прототипа. 15

1.2.4. Типовой сценарий функционирования системы. 21

1.2.5. Основные подсистемы, из которых состоит изучаемая система, и задачи, решаемые подсистемами в составе системы. 21

1.2.6. Основные факторы внешней среды, влияющие на функционирование изучаемой системы. 23

1.2.7. Функциональная схема системы. 27

1.2.8. Основные показатели эффективности функционирования системы 27

1.2.9. Краткий обзор истории и современных тенденций развития систем рассматриваемого класса. 31

1.2.10. Основные технические характеристики прототипа. 38

1.3. Постановка задачи исследования. 40

2. Специальная часть. 41

2.1. Оценка ожидаемого числа измерений для наземных датчиков. 41

2.2. Аналитическая методика расчёта концентрации. 42

2.3. Оценка характеристик Потока. 43

2.4. Определение относительной скорости. 44

2.5. Описание программы.. 45

2.6. Интерфейс программы.. 46

3.Заключение. 50

4.Используемая литература. 51

Обозначения и сокращения

Введение

Первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 г. Но в то время никто не подозревал, о возможных проблемах в будущем. Практически одновременно по завершении своего активного функционирования первый искусственный спутник превратился в первый объект космического мусора (КМ). Это послужило началом техногенного засорения околоземного космического пространства (ОКП), которое приводит к риску столкновений объектов в космосе и к ограничениям на использование орбитального ресурса.

Но и до 1957 г. ОКП не было пустым. Порядка (40 000±20 000) т метеороидов входит в атмосферу Земли каждый год [Love, Brownlee, 1993]. Но метеороиды, астероиды и другие космические тела, вращающиеся по орбитам вокруг Солнца, если попадают в ОКП, то быстро и однократно его пронизывают, и либо покидают, либо сгорают в атмосфере. Лишь некоторые из них очень редко достигают поверхности Земли.

Современное общество невозможно представить без использования результатов космической деятельности. Спутниковые связь, навигация, дистанционное зондирование Земли, гидрометеорологическое обеспечение, фундаментальные и прикладные космические исследования и, наконец, пилотируемые космические полёты стали источником широкого спектра космических услуг и новой информации об устройстве окружающего нас мира. Вместе с тем, в результате активного исследования и освоения космического пространства накопление космического мусора достигло таких масштабов, что уже сейчас он представляет реальную угрозу для дальнейшего устойчивого развития космической деятельности

В 1993 году в г. Калининграде (ныне – г. Королёв) Московской области в ФГУП ЦНИИмаш состоялась встреча представителей космических агентств Соединённых Штатов Америки (США), Российской Федерации, Японии и Европейского космического агентства, в ходе которой был учреждён Межагентский координационный комитет по космическому мусору (МККМ). В настоящее время МККМ объединяет космические агентства Италии, Франции, Китая, Канады, Германии, Европейское космическое агентство, а также космические агентства Индии, Японии, США, Российской Федерации, Украины и Великобритании и является общепризнанным ведущим мировым экспертом по проблемам космического мусора. В соответствии с принятым уставом деятельность МККМ направлена на координацию исследований специалистов различных государств по тематике космического мусора, включая наблюдение космического мусора, разработку моделей техногенного засорения ОКП, защиту космических аппаратов (КА) и орбитальных станций (ОС) от воздействия КМ, а также на разработку рекомендаций по предупреждению образования космического мусора. Столь широкий формат исследований потребовал привлечения к работе многочисленных специалистов в различных областях знаний, которые за истекшие десятилетия проделали большой объём работ и продолжают начатые исследования.

Заключение

В итоге всей работы были смоделированы движение космического мусора на орбите и прохождение его через поле зрения РЛС. Были рассчитаны дальности поля зрения для каждой высоты при заданных углах. Получены данные о скорости поля зрения системы, также на каждой высоте. Рассчитана концентрация на всех высотах. Выведена усредненная скорость космического мусора, проходящего через поле зрения РЛС.

На основе всех этих расчетов был рассчитан поток, что является целью работы и показателем эффективности системы.

Также были сделаны выводы по результатам всей работы: насколько опасен космический мусор, для чего необходимо постоянное наблюдение за ним и каталогизация с записью его параметров, в чем преимущества и недостатки радиолокации, какое будущее ожидает данных систем контроля космического пространства, что такое поток космического мусора и от каких величин он зависит.

Хотелось бы отметить, что мной был получен ценный опыт работы с космическим мусором и СККП. Углубившись в эту тему, я осознал важность проблемы КМ и в дальнейшем буду работать над ее изучением и решением.