سیستم دی اوربیت (خروج از مدار) پلاسما مغناطیسی برای نانوماهواره ها و میکروماهواره ها
چکیده
ما یک سیستم دی اوربیت پلاسمای مغناطیسی (MPD) را با استفاده از گشتاورهای مغناطیسی (MTQs) برای القای دی اوربیت نانوماهواره و میکرو ماهواره ارائه می دهیم. در حال حاضر، بقایای فضای مداری از این ماهواره ها ، موضوع نگرانی فزاینده ای برای همه ماهواره ها هستند؛ به هر حال، سیستمهای دی اوربیت در بیشتر این ماهواره ها نصب نشده اند. بطور کل، نانوماهواره ها و میکروماهواره ها دارای محدودیتهای شدیدی در مصرف نیرو، هزینه و جرم هستند؛ بنابراین، نصب اجزای بیشتر که در وظایف اصلی آن مورد استفاده قرار نمی گیرد، کار دشواری است. سیستم MPD ارائه شده در این مطالعه از نیروی کشش ایجاد شده با واکنش بین پلاسمای این-اوربیت در فضا و MTQ برای کنترل وضعیت استفاده می کنند. بدلیل اینکه بیشتر نانوماهواره ها و میکروماهواره ها دارای نصب MTQ برای کنترل وضعیتشان هستند، نیاز به نصب هیچ پیشرانه یا سازه اضافی برای این سیستم دی اوربیت نمی باشد. بنابراین، بسیاری از ماهواره ها می توانند پس از ماموریتشان برای دی-اوربیت ساخته شوند، که انباشتگی بقایا در فضا را کاهش خواهد داد. مطالعه حاضر دارای طول مورد نیاز برای MPD می باشد تا با استفاده از مدل نیروی کشش پلاسما به دی اوربیت برسد.
1. مقدمه
در حال حاضر، نانوماهواره ها و میکروماهواره ها برای ماموریتهای زیادی ازقبیل مشاهدات نجومی و سنجش از راه دور (9،16). پیکو ماهواره برای سنجش از راه دور و ماموریتهای فضایی نوآورانه (PRISM) یک نانوماهواره 8.5 کیلوگرمی است که در سال 2009 راه اندازی شد و بوسیله تلسکوپ با موفقیت به تصاویری با رزولوشن 30m دست پیدا کرد (10). ماموریت ماهواره ستاره شناسی نانو-ژاپن برای اکتشاف مادون قرمز (نانو- JASMINE) یک میکروماهواره 35 کیلوگرمی است. هدف از این ماموریتها برآورد درست موقعیتهای ستاره سه بعدی با استفاده از انطباق ستاره است. برای دستیابی به هدف این ماموریت، موقعیت ماهواره باید با دقت 1 مانند (11) تثبیت شود. همانطور که این ماهواره ها نشان می دهند، تعداد فزاینده ای از نانوماهواره ها و میکروماهواره ها توسعه یافته اند و در مدار پایین زمین (LEO) با داشتن دفعات توسعه کوتاهتر و هزینه های پایینتر راه اندازی شده اند. بطور کلی، این ماهواره ها ماموریتهایشان را در 1-10 سال کامل می کنند. به هر حال، بیشتر این ماهواره ها پس از انجام ماموریت اصلیشان ،مدار خود را حفظ می کنند، زیرا آنها بدلیل محدودیتهای جرم و هزینه شامل هیچ سیستم دی اوربیتی نمی باشند. بنابراین، بقایای فضای مدار از این ماهواره ها یک موضوع نگران کننده برای همه ماهواره ها می باشد.
Abstract
We propose a magnetic plasma deorbit (MPD) system using magnetic torquers (MTQs) for inducing the deorbit of nano- and micro-satellites. Currently, orbital space debris from these satellites is a matter of increasing concern to all satellites; however, deorbit systems have not been installed in most of these satellites. In general, nano- and micro-satellites have severe constraints on their power consumption, cost, and mass; therefore, it is difficult to install additional components that are not used in their main missions. The MPD system proposed in this study utilizes a drag force caused by the interaction between in-orbit space plasma and MTQs for attitude control. Because most nano- and micro-satellites already have MTQs installed for use in their attitude control, no additional thrusters and structures need to be installed for this deorbit system. Therefore, many satellites can be made to deorbit after their missions, which will reduce the accumulation of space debris. The present study assesses the duration required for the MPD to achieve deorbit using a plasma drag force model.
1. Introduction
Currently, nano- and micro-satellites are used for numerous types of missions, including remote sensing and astronomical observations ([9,, 16]. Pico-satellite for Remote-sensing and Innovative Space Missions (PRISM) is an 8.5-kg nanosatellite that was launched in 2009 and successfully obtained 30-m-resolution images with an extendable telescope [10]. Nano-Japan Astrometry Satellite Mission for INfrared Exploration (Nano-JASMINE) is a 35-kg micro-satellite. The objective of its missions was to accurately estimate three-dimensional star positions using star parallax. To achieve this mission objective, the satellite attitude had to be stabilized to an accuracy of 1 as [11]. As evidenced by these satellites, an increasing number of nano- and micro-satellites have been developed and launched into low Earth orbit (LEO) owing to their shorter development times and lower costs. In general, these satellites complete their missions in 1–10 years. However, most of these satellites maintain their orbit after their main missions are completed because they do not include any deorbit systems due to the strict constraints to mass and cost. Therefore, orbital space debris from these satellites is a matter of increasing concern for all satellites.
چکیده
1- مقدمه
2- دی اوربیت پلاسمای مغناطیسی
2-1 مفهوم اساسی MPD
2-2 برآورد طول دی اوربیت با استفاده از یک رویکرد تحلیلی
2-3 مصرف نیرو و جرم سیستم MPD
2-4 بحث در خصوص مشکلات فنی مانع از تحقق MPD
3- شبیه سازیهای عددی
4- نتیجه گیری
ضمیمه A- وابستگی مقیاس گشتاور مغناطیسی ایجاد شده با یک MTQ
Abstract
1. Introduction
2. Magnetic plasma deorbit
2.1. Basic concept of MPD
2.2. Estimation of deorbit duration using an analytical approach
2.3. Power consumption and mass of the MPD system
2.4. Discussion of technical problems hindering the realization of MPD
3. Numerical simulations
4. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه