Секретные спутники США на ГСО и ВЭО

[Старый]

Это надо было додуматься- на ГСО гравитационную стабилизацию впендюрить. Полный бред, Который пкоазывает что у амеров небыло людей разбирающихся хоть чуть чуть в небесной мехнике.

Да куда уж им...

Насчет отсутствия гироскопов на 1М:
..........................
Исполнительные органы конечно были на газовых соплах.

Дык тото и оно.
 Хотя учитывая ваш тезис "все космические аппараты одинаковые" можно конечно считать что газовые сопла и гиродины это одно и то же. Буквально одно лицо...

[Старый]

Но если орбита Каньонов была не круговой то должны были возникнуть проблемы с наведением оси спутника на центр Земли.

А разве он не будет сам собою наводиться на центр притяжения?

Подозреваю что создаваемый момент будет недостаточен чтобы качать спутник с переменной угловой скоростью. Даже при периоде в сутки.
 Но всё может быть. Если диаграма антенны шире 17 градусов (а у такой антены она шире) то высокая точность и не требуется и отклонения допустимы.

[Feol]

Ну да, есть такое дело. Только тогда получится - куда будет торчать эта корзинообразная антенна? В сторону "от Земли"?

Я думаю, что, безусловно, к Земле. Чтобы сам КА не создавал помех связи. С точки зрения гравитационной ориентации, это безразлично, а условия связи будут уж точно не хуже.

Нет не безразлично. Устойчиво именно положение тяжёлым концом гантели к земле. Обратное положение неустойчиво и спутник будет стремиться перевернуться.

Это абсолютно не так. Гравитационные моменты зависят только от ориентации главных осей инерции КА относительно орбитальной системы координат. Таким образом, не гарантируется однозначность ориентации при перевороте КА. Это серьёзный вопрос при использовании гравитационных систем ориентации и требует специальных мер по своему решению. На КА с магнитно-гравитационной системой ориентации разработки НПО ПМ (Гонец, Стрела и т. п.), например, для этой цели КА вначале ориентируется по магнитному полю Земли, затем, при пролёте нужного полюса, выдвигается гравитационная штанга. Неоднократно фиксировались случаи спонтанного переворота КА "вверх ногами" из-за фоздействия случайных возмущений невыясненной природы   . Тогда операцию по обеспечению однозначности ориентации приходится повторять.

[Feol]

Про работу МГСО я уже писал здесь:

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3704&postdays=0&postorder=asc&start=15

[Старый]

Это серьёзный вопрос при использовании гравитационных систем ориентации и требует специальных мер по своему решению. На КА с магнитно-гравитационной системой ориентации разработки НПО ПМ (Гонец, Стрела и т. п.), например, для этой цели КА вначале ориентируется по магнитному полю Земли, затем, при пролёте нужного полюса, выдвигается гравитационная штанга. Неоднократно фиксировались случаи спонтанного переворота КА "вверх ногами" из-за фоздействия случайных возмущений невыясненной природы   . Тогда операцию по обеспечению однозначности ориентации приходится повторять.

Значит у них чтото не так. Например штанга короткая.
 У меня гдето в гараже валяется учебник, там рисунок со стрелочками, углами и формулами почему гравитационно-стабилизированный спутник устойчив именно тяжёлым концом вниз.

[Старый]

Вобщето я не уверен что положение лёгким концом вниз неустойчиво. Но там нарисовано что если спутник разместить на орбите горизонтально то он повернётся вниз тем концом который тяжелее.

[Feol]

Нет. Он повернётся вниз тем концом, который был ниже, когда спутник "держать перестали". Ежели штанга (то есть ось наименьшего момента инерции) распложена точно перпендикулярно радиус-вектору на КА из цетра Земли, то гравитационный момент равен нулю. А максимален он, как уже нетрудно догадаться, при угле в 45 град.

[Feol]

Кстати, именно по этому, при полёте на малой высоте (когда гр. поле достаточно сильное), например, в перигее молниевских орбит, аппаратов с большими разностями главных моментов инерции (минимальный, средний, максимальный) становится актуальным поддержание ориентации его главных осей инерции в орбитальной системе координат. Тогда гравитационные моменты равны нулю. Если этого не делать, то можно "нагрести" весьма большой импульс возмущающего момента от гравитационных сил. Причем он, зараза, при постоянной по знаку разориентации КА имеет выраженную непериодическую составляющую (хуже всего тангаж, конечно) и по этому сбрасывать его трудно. Один из вариантов - использовать тот же эффект, намеренно отклоняя КА для гравитационной разгрузки. Сейчас ведуться разработки по одной из тем, где есть идея применить оное. Хотя, не всё там так просто, увы.. Трудновыполнимые требования к манёвренности КА с большими моментами инерции получаются  

[Старый]

Нет. Он повернётся вниз тем концом, который был ниже, когда спутник "держать перестали".

Ну и фиг с ним.
 Однако вы уверены что это универсальное правило а не только для случая когда концевые массы одинаковы?

[Feol]

Для рассеяния сомнений, обратимся к формулам.

Введём орбитальную систему координат:
Ось Xo - из ц. Земли в центр масс КА
Ось Zo - по направлению вектора угловой орбитальной скорости КА
         (с её конца кажется, что КА летает против часовой стрелки   )
Ось Yo - дополняет систему осей до правой тройки.

Пусть матрица перехода от орбитальной системы координат к связанной
с главными осями инерции КА имеет вид:
a11 a12 a13
a21 a22 a23
a31 a32 a33

Тогда гравитационные моменты в проекции на оси связанной СК
вычисляются следующим образом:
Mx = 3*G*(Jz - Jy)*a21*a31/(R*R*R)
My = 3*G*(Jx - Jz)*a11*a31/(R*R*R)
Mz = 3*G*(Jy - Jx)*a11*a21/(R*R*R)

G - гравитационный коэффициент. Можно принять равным 398602.0 H/kg*km*km, если размерность я не попутал.
R - расстояние до КА от ц. Земли.
<последняя правка:> брать в км. при использовании указанного G.

При попытке вывода этих формул нужно учитывать, что, насколько мне помнится, коэффициент "3" - приближенный, это результат разложения какого-то отношения в ряд Тейлора. Вроде так.

Связь направляющих косинусов с углами ориентации:
a11 = cos(Teta)*cos(Fi)
a21 = -sin(Teta)*cos(Fi)
a31 = sin(Fi)

Teta - угол тангажа,
Fi - угол крена.

Итак, вся инерционная геометрия КА "зашита" в разностях
моментов инерции Jz - Jy, Jx - Jz, Jy - Jx. И эти соотношения не знают,
что у аппарата легче, а что тяжелее. Такова общая физика явления.
Важна лишь разность моментов инерции, и ничего более.

Следовательно, "круглый и гладкий" (в смысле эллипсоида инерции) КА вообще не будет обладать гравитационными моментами. А вот аппарат типа "чебурашка" - будет, и по полной программе. Но обратите внимание на обратную кубическую зависимость от высоты...

[Старый]

Для рассеяния сомнений, обратимся к формулам.
........
Итак, вся инерционная геометрия КА "зашита" в разностях
моментов инерции Jz - Jy, Jx - Jz, Jy - Jx. И эти соотношения не знают,
что у аппарата легче, а что тяжелее.

Всё, сдаюсь, перепутал наверно чтото.

[Старый]

Извиняюсь, джентльмены, ещё раз но вот здесь:

По гравитационной стабилизации на ГСО нужно отметить что все попытки американцев отработать эту систему официально объявлены неудачными.
 Фактически состоялись две попытки - GGTS в 1966 году и ATS-5 в 69-м. Вторая уже после двух Каньонов.

я вас дезинформировал самым наглым образом и по самому существу.
 
Ежегодник БСЭ 1967 пишет:

GGTS**** (см. табл., № 41). Спутник (рис. 8) предназначен для проверки эффективности гравитационной системы ориентации и стабилизации при полете на большой высоте, где гравитационные силы относительно малы. В системе стабилизации используются два стержня длиной по 16 м, на концах которых смонтированы устройства для демпфирования либрации. Результаты эксперимента считаются хорошими.

 Так что это испытание было успешным и вполне могло использоваться затем для Каньёна.

[пежмарь]

Старый  - хорошо всеатки что ты стал теперь читать ежегодники БЭС а не иностранные мурзилки.
Насчет системы  ориентации - читай между строк, ключевая фраза вот она:
" было принято решение установить оптические датчики, гироскопы и двигательную установку на единой жесткой плите"

в точности как у Молнии, таже плита но с гиродинами

[ДалекийГость]

Да, но ведь аппарат, что ни делай, будет в итоге вращаться вокруг оси главного момента инерции. И если она не совпадает с той строительной осью КА, вокруг которой он должен был бы вращаться в идеале, то мы увидим, что эта ось связанной системы координат "ходит по конусу". Что и приведёт к колебаниям направления на Землю противовращающейся антенны.

Конечно.  Кроме того, ошибка будет возникать и из-за того, что ось вращения не совпадает с нормалью к плоскости орбиты, это тоже приведет колебаниям направления антенны относительно Земли.
Дополнительную ошибку создает и то, что местная вертикаль (радиус-вектор спутника) не находится все время в одной плоскости - спутник "гуляет" в некоторой области.

Любопытно, а как решались вопросы устойчивости?.

Я не специалист в этой области, не могу объяснить. Есть множество работ по этой теме. Например, вот эта со списком литературы
http://www.aoe.vt.edu/~cdhall/papers/sandfryjsr.pdf
Они рассматривают вопросы перехода в номинальное вращение вокруг оси с наименьшим моментом инерции:
"The satellite spin-axis transitions from the major-axis to the nominal (minor), b1-axis."

Или не было ли в составе таких аппаратов внутреннего источника кинетического момента (маховичка, пусть жёстко закреплённого) вдоль оси вращения с наименьшим МИ?

Совершенно не уверен,  но по-моему, таким "маховичком", поддерживащим устойчивость вращения, является противовращение антенного блока.

Точно, что аппараты у них вращались вокруг оси наименьшего МИ? Ведь внешний вид и компоновка КА, вообще говоря, не позволяют однозначно судить о форме эллипсоида инерции

В принципе, да. Телстар вообще похож на сферу, нельзя угадать какой там элипсоид инерции. Но в случае с Интелсат-6 все однозначно - это цилиндр длиной 11.6 м и радиусом 1.8 м.

[Старый]

Старый  - хорошо всеатки что ты стал теперь читать ежегодники БЭС а не иностранные мурзилки.

Однако все до единого данные в зарубежном космическом разделе ЕБСЭ написаны по иностранным мурзилкам. Перечень мурзилок даётся в конце раздела.

Насчет системы  ориентации - читай между строк, ключевая фраза вот она:
" было принято решение установить оптические датчики, гироскопы и двигательную установку на единой жесткой плите"

в точности как у Молнии, таже плита но с гиродинами

А! Понял! Главным элементом определяющим тип системы является жёсткая плита. Спасибо за разьяснение!

[Старый]

Но в случае с Интелсат-6 все однозначно - это цилиндр длиной 11.6 м и радиусом 1.8 м.

Это полная высота спутника с развёрнутым антенным блоком. В сложеном состоянии длина спутника 5.3 метра и длина барабана при развёртывании увеличивается не вдвое.

[Старый]

Блин, кажется Боинг закрыл доставшийся ему от Хьюза сайт с подробным описанием спутников.
 Д.Гость, попробуйте по этой схемке:

оценить длину барабана СБ.
 Видно что длина внешнего барабана лишь чуть больше ширины, а внутреннего ещё меньше. 5.3 метра в сложеном состоянии спутнику придают торчащие сверху антены.

[ДалекийГость]

Это полная высота спутника с развёрнутым антенным блоком. В сложеном состоянии длина спутника 5.3 метра и длина барабана при развёртывании увеличивается не вдвое.

На NASA-вском сайте
http://msl.jpl.nasa.gov/QuickLooks/intelsat6QL.html
написано про Интелсат-6:
"Solar drums are each about 6m tall."
"Cylinder: 11.8 m high, 3.6 m diameter"

[Старый]

На NASA-вском сайте
http://msl.jpl.nasa.gov/QuickLooks/intelsat6QL.html
написано про Интелсат-6:
"Solar drums are each about 6m tall."
"Cylinder: 11.8 m high, 3.6 m diameter"

Ну вы же видите что нет?

-Дорогая Индира Ганди!
-Леонид Ильич, Леонид Ильич, это Маргарет Тетчер!
-Я сам вижу что Маргарет Тетчер, но здесь написано "Индира Ганди"!

[Старый]

Верхний барабан в 2 раза короче нижнего: