2 Постановка задачи работы

На основе результатов численного моделирования исследовать орбитальную эволюцию солнечно-синхронных спутников в зависимости от ориентации плоскости орбиты и отношения миделева сечения спутника к его массе (парусности) с целью определения начальных условий, обеспечивающих минимальное изменение позиционных элементов орбиты на интервале времени 30 лет.

3 Способы и методы решения задачи

3.1 Описание программного комплекса «Численная модель движения искусственных спутников Земли»

Данный программный комплекс разработан в отделе небесной механики и астрометрии НИИ ПММ ТГУ и используется в ряде научных и учебных организациях России. Для моделирования используется новый национальный стандарт ГОСТ Р25645.166-2004. Исходный текст программы написан на языке Fortran-90, а трансляция программы в исполняемый код выполнена с помощью свободно распространяемого компилятора Salford Fortran 5.0, позволяющего использовать 19-разрядную машинную точность. Поэтому все расчеты внутри численной модели выполняются с 19 значащими цифрами. Это позволило отказаться от применения метода Энке при записи уравнений движения и тем самым несколько упростить и унифицировать программный комплекс. В новой версии программного комплекса в процессе интегрирования пользуются уравнениями движения в прямоугольных координатах. Использование 19-разрядной сетки ЭВМ дает достаточную для представления современных наблюдений точность на интервалах времени около 100 оборотов объектов. Одновременно с уравнениями движения в прямоугольных координатах могут интегрироваться уравнения для изохорных производных прямоугольных координат по начальным координатам и скоростям. Комплекс предназначен прежде всего для вычисления эфемерид и улучшения орбит ИСЗ по фотографическим, лазерным и радиотехническим наблюдениям. При представлении того или иного типа наблюдений комплекс позволяет вводить в измерения различные неучтенные наблюдателем редукции.

3.2 Численное моделирование движения солнечно-синхронных спутников

При численном моделировании движения солнечно-синхронных спутников учитывались следующие возмущающие факторы: возмущения, обусловленные несферичностью гравитационного поля Земли, притяжение Луны и Солнца, возмущения от светового давления с учетом эффекта Пойнтинга-Робертсона, возмущения от сопротивления атмосферы. Подробное описание этих факторов дано в разделе «Обзор литературы».

Начальные значения наклонения для резонансных значений большой полуоси определялись по формуле 130. В таблице 3.1 приведены значения наклонений для больших полуосей, соответствующих резонансам в области движения солнечно-синхронных спутников дистанционного зондирования Земли.

Таблица 3.1 – Большие полуоси a и наклоны i круговых солнечно-синхронных орбит

ku	kv	a, км	i
1	15	6927,895	97,59°
1	14	7254,401	98,929°
1	13	7622,233	100,635°
1	12	8040,452	102,855°
1	11	8521,102	105,82°
1	10	9080,570	109,912°
1	9	9741,808	115,822°

При выполнении численного моделирования использовались следующие значения парусности: 0,02, 0,2, 2, 10 м²/кг. Начальное значение эксцентриситета полагалось равным 0,001. Начальное значение долготы восходящего узла выбиралось из условия, чтобы угол между плоскостью орбиты и Солнцем составлял  0°, 90°, 180°, 270°, при этом учитывалось, что прямое восхождение Солнца в начальным момент интегрирования – 0 час UTC 01.01.2000 – составляло 280.73°. Интервал интегрирования  30 лет.