эксцентриситет е ипараметр орбиты p характеризует вытянутость орбиты

Вопросы по астродинамике

1. Что такое точка весеннего равноденствия? Линия равноденствий?

Весеннее равноденствие происходит 20 марта, когда Солнце переходит из южного полушария в северное. Точки пересечения небесного экватора с эклиптикой называются точками равноденствий. Из-за эллиптичности своей орбиты Земля переходит от точки осеннего равноденствия до весеннего скорее, чем от точки весеннего до точки осеннего. Линия равноденствий – прямая, образованная пересечением плоскости экватора и плоскости эклиптики.

2. Если 20 марта 2014 года в 16:57 по UTC (момент весеннего равноденствия) я попрошу вас показать, в какой стороне находится точка весеннего равноденствия, куда вы покажете?

точка в созвездии Водолея, в которой находится Солнце в день весеннего равноденствия.

3. Что такое плоскость эклиптики?

Экли́птика (от лат. (linea) ecliptica, от др.-греч. ἔκλειψις — затмение), большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Соответственно плоскость эклиптики — плоскость вращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты). Плоскость эклиптики пересекается с плоскостью небесного экватора под углом ε = 23°26'. Современное, более точное, определение эклиптики — сечение небесной сферы плоскостью орбиты барицентра системы Земля — Луна

4. Законы Кеплера.

5. Каков физический смысл интеграла энергии тела, движущегося по эллиптической орбите?

6. Какие две величины характеризуют отличие формы орбиты от круговой?

эксцентриситет е ипараметр орбиты p характеризует вытянутость орбиты

7. Перечислите 6 кеплеровых элементов орбиты.

i – наклонение плоскости орбиты к экватору;

Ω – долгота восходящего узла – угол, отсчитываемый от линии весеннего равноденствия до точки пересечения орбиты с экватором при движении КА из южного полушария в северное;

ω – аргумент перицентра, измеряемый против часовой стрелки от восходящего узла в плоскости орбиты;

a или p – главная полуось орбиты или полуфокальный параметр;

e – эксцентриситет;

θ, M, τ – истинная, средняя аномалии, задающие положение КА относительно перицентра, и время прохождения перицентра.

8. Что такое наклонение орбиты?

Наклонение орбиты (накло́н орбиты, накло́нность орбиты, наклоне́ние) небесного тела — это угол между плоскостью его орбиты и плоскостью отсчёта (базовой плоскостью).

бычно обозначается буквой i (от англ. inclination). Наклонение измеряется в угловых градусах, минутах и секундах.

Если °, то движение небесного тела называется прямым ^[2].

Если ° °, то движение небесного тела называется обратным.

· В применении к Солнечной системе, за плоскость отсчёта обычно выбирают плоскость орбиты Земли (плоскость эклиптики). Плоскости орбит других планет Солнечной системы и Луны отклоняются от плоскости эклиптики лишь на несколько градусов.

· Для искусственных спутников Земли за плоскость отсчёта обычно выбирают плоскость экватора Земли.

9. Что такое долгота восходящего узла орбиты?

Долгота́ восходя́щего узла́ — один из основных элементов орбиты, используемый для математического описания ориентации плоскости орбиты относительно базовой плоскости. Определяет угол в базовой плоскости, образуемый между базовым направлением на нулевую точку и направлением на точку восходящего узла орбиты, в которой орбита пересекает базовую плоскость в направлении с юга на север.

10. Что такое аргумент перицентра орбиты?

Аргуме́нт перице́нтра — определяется как угол между направлениями из притягивающего центра на восходящий узел орбиты и на перицентр (ближайшую к притягивающему центру точку орбиты спутника), или угол между линией узлов илинией апсид. Отсчитывается из притягивающего центра в направлении движения спутника, обычно выбирается в пределах 0°-360°.

11. Что такое истинная аномалия орбиты?

Истинная аномалия θ – действительное угловое положение КА на орбите. Простого аналитического соотношения для ее нахождения не существует.

12. Зная координаты и скорость небесного тела, можно ли вычислить все шесть кеплеровых элементов его орбиты?

Можно три слайда в лекции.

13. Какая скорость называется 1-й космической? 2-й космической?

Первая космическая скорость — это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите.

Вторая космическая скорость – это минимальная скорость ухода от планеты.

14. Сидя верхом на космической станции, космонавт бросает консервную банку назад, т.е. в направлении, противоположном направлению вектора скорости. Где окажется банка через виток? Где окажется банка, брошенная космонавтом вперёд?

15. Что такое характеристическая скорость миссии? Что такое характеристическая скорость аппарата?

Характеристическая скорость миссии – это суммарное изменение скорости КА, которое требуется для выполнения его миссии. Характеристическая скорость миссии – это величина, на которою КА должен увеличить свою скорость для проведения необходимых операций.

Характеристическая скорость КА – это возможная величина суммарного маневра по изменению скорости с использованием своей двигательной установки и запасов топлива.

Характеристическая скорость КА – это величина, на которою КА может увеличить свою скорость. Характеристическая скорость корабля выбирается больше скорости миссии, что позволяет в реальном полете иметь запас топлива на повторение некоторых операций при нештатных ситуациях. Достижение большой характеристической скорости КА возможно с помощью использования многоступенчатых конструкций

16. Какие возмущения оказывают влияние на движение аппарата по орбите?

17. Какая орбита называется геостационарной?

Геостациона́рная орби́та (ГСО) — круговая орбита, расположенная над экваторомЗемли (0° широты), находясь на которой, искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси. Вгоризонтальной системе координат направление на спутник не изменяется ни по азимуту, ни по высоте над горизонтом, спутник «висит» в небе неподвижно. Поэтомуспутниковая антенна, однажды направленная на такой спутник, всё время остаётся направленной на него.

18. Какая орбита называется солнечно-синхронной?

Со́лнечно-синхро́нная орби́та (иногда именуемая гелиосинхронной ^[1]) —геоцентрическая орбита с такими параметрами, что объект, находящийся на ней, проходит над любой точкой земной поверхности приблизительно в одно и то же местное солнечное время. Таким образом, угол освещения земной поверхности будет приблизительно одинаковым на всех проходах спутника. Такие постоянные условия освещения очень хорошо подходят для спутников, получающих изображения земной поверхности (в том числе спутниковдистанционного зондирования земли, метеоспутников).

Для достижения подобных характеристик параметры орбиты выбираются таким образом, чтобы орбита прецессировала в восточном направлении на 360 градусов в год (приблизительно на 1 градус в день), компенсируя вращение Земли вокруг Солнца. Прецессия происходит за счёт взаимодействия спутника с Землёй, несферичной из-за полярного сжатия. Скорость прецессии зависит от наклонения орбиты

Чему равно наклонение геостационарной орбиты?

Наклонение орбиты к экватору увеличивается (от первоначального 0) со скоростью порядка 0,85 градусов в год и достигает максимального значения 15 градусов за 26,5 лет.

Для компенсации этих возмущений и удержания спутника в назначенной точке стояния спутник оснащается двигательной установкой (химической или электроракетной).

Чему равен период КА на геостационарной орбите?

Равный периоду вращения Земли относительно звёзд (Звёздные сутки: 23 часа 56 минут 4,091 секунды

Какие возмущения оказывают влияние на движение аппарата по орбите?

• гравитационные моменты;

• аэродинамические моменты;

• моменты от магнитного поля Земли;

• моменты сил светового давления.

Какие возмущения оказывают влияние на движение аппарата вокруг центра масс?

Земля имеет форму геоида и вот

Как воздействует на аппарат гравитационный момент?

• нормален к вертикали;

• убывает пропорционально кубу расстояния;

• исчезает для сферически симметричного тела.

Как воздействует на аппарат аэродинамический момент?

Как магнитное поле Земли может взаимодействовать с аппаратом?

Как воздействует на аппарат момент сил светового давления?

Что такое сопряженный кватернион? Каков его физический смысл?

Что такое собственный кватернион?

Что определяют параметры орбиты? Найдите соответствия.

Запишите кватернион нулевого поворота.

Запишите кватернион поворота на 180° вокруг оси X.

Запишите кватернион поворота на 180° вокруг оси Y.

Запишите кватернион поворота на 180° вокруг оси Z.

Вокруг какой оси и на какой угол осуществляет поворот данный кватернион?

180 градусов

Запишите кинематическое уравнение в 1-й и 2-й форме.