Gravity gradient effect on a leo satellite with an elliptic orbit and unsymmetrical mass properties تأثير تدرج قوة الجاذبية على القمر الاصطناعي في مدار بيضاوي منخفض وبخواص كتلة غير متماثلة

Abstract

يعرض هذا البحث دراسة السلوك الديناميكي لقمر اصطناعي منخفض المدار تحت تأثير تشويشات تدرج قوة الجاذبية عند أخذ حدود عزم القصور الذاتي المختلط وبيضاوية المدار في الاعتبار، فقد ثبت أن الحل التقليدي المستقر لتأثير تشويش تدرج قوة الجاذبية يصبح غير مستقر في حالة تجاوز واحد على الأقل من عناصر عزم القصور الذاتي المختلط قيمة حرجة وقد تم استخدام طريقة تحليل الوحدات لتكوين مجموعات بدون وحدات بغرض إيجاد علاقة ارتباط بين النتائج المستقاه من الاستجابة الديناميكية لزوايا الدوران المقترنة للمحاور الثلاثة الرئيسية وبناء على هذه المجموعات تم تطوير خرائط استقرارية للتنبؤ بتأثير حدود عزم القصور الذاتي المختلط على السلوك الديناميكي طويل الأجل للقمر الاصطناعي، كما تم التحقق من هذه الخرائط بالتجارب العددية، حيث نجحت تلك التجارب في التنبؤ بحالة استقرارية القمر الاصطناعي تحت تأثير تشويش تدرج قوة الجاذبية

The study presented in this paper investigates the dynamic behavior of a low earth orbit (LEO) satellite due to gravity gradient disturbances when the product of inertia terms of the spacecraft and the orbit eccentricity are considered It is shown that the classical stable solution for the gravity gradient disturbance becomes unstable if at least one product of inertia term exceeds a critical value Dimensional analysis technique is used to develop the significant dimensionless groups which were used to correlate the data generated from the response of the coupled roll pitch and yaw dynamics Based on the findings of these groups stability maps are developed to predict the influence of the product of inertia terms on the longterm behavior of the spacecraft attitude dynamics The developed stability maps are verified numerically and successful prediction of a spacecraft stability condition due to gravity gradient disturbance is achieved