Postflight Recovery of the Rotational Motion of a Small Space Vehicle from Solar Sensor Information

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The use of the developed technology for solving inverse problems of parametric identification of the rotational motion of a spacecraft (SC) based on the accumulated sample of measurements of various compositions is expanded. On the example of processing telemetry data (measuring the direction vector to the Sun) of the BugSat-1 small spacecraft (SSC), the possibility of determining not only the characteristics of rotational motion but also its inertia coefficient is demonstrated. The rotational motion is determined based on the data obtained for five time intervals from January to May 2022, during which BugSat-1 made an uncontrolled movement around the direction vector toward the Sun. This type of motion does not allow applying traditional approaches to determine the dynamics of its rotation. In the process of data processing, a simplified model of the rotation of a SSC is used. At the same time, the initial conditions of rotational motion are estimated—the angular velocity vector and orientation angles, which made it possible to draw a conclusion about the precessional motion of a SSC. Using the analytical model of a regular precession, it is possible to estimate the inertia coefficient of a SSC. The results of flight information processing are presented and the errors of the obtained results are estimated.

About the authors

I. V. Belokonov

Samara University, 443086, Samara, Russia

Email: ibelokonov@mail.ru
Россия, Самара

I. A. Lomaka

Samara University, 443086, Samara, Russia

Author for correspondence.
Email: igorlomaka63@gmail.com
Россия, Самара

References

  1. Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Сазонов Вас.В., Сазонов В.В. Расчет аэродинамического момента в задачах математического моделирования вращательного движения транспортных грузовых кораблей Прогресс // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2021. № 29. С. 1–41.
  2. Сазонов В.В., Сазонов Вас.В. Использование уточненной модели аэродинамического момента в задачах исследования вращательного движения спутников “Фотон” // Космич. исслед. 2011. Т. 49. № 2. С. 117–127.
  3. Игнатов А.И., Сазонов В.В. Оценка уровня квазистатических микроускорений на борту искусственного спутника Земли в режиме солнечной ориентации // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2020. № 54. С. 1–28.
  4. Глотов Ю.М., Сазонов В.В. Мониторинг микроускорений на борту ориентированного космического аппарата // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2010. № 63. С. 1–46.
  5. Бойзелинк Т., Ван Бавинхов К., Сазонов В.В. Проверка данных измерений микроускорения, полученных на борту КА “Фотон М-3” // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2010. № 12. С. 1–36.
  6. Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулев Д.Н., Сазонов В. В. Реконструкция вращательного движения кораблей “Прогресс” в режиме одноосной солнечной ориентации по данным измерений тока солнечных батарей // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2018. № 211. С. 1–45.
  7. Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулев Д.Н., Сазонов В.В., Цветков В.В. Определение вращательного движения кораблей “Прогресс” по данным измерений угловой скорости и тока солнечных батарей // Космическая техника и технологии. 2013. № 2. С. 19–23.
  8. Абрашкин В.И., Воронов К.Е., Пияков А.В., Пузин Ю.Я., Сазонов В.В., Семкин Н.Д., Филиппов А.С., Чебуков С.Ю. Неуправляемое вращательное движение опытного образца малого космического аппарата “Аист” // Космич. исслед. 2017. Т. 55. № 2. С. 135–149.
  9. Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулев Д.Н., Сазонов В.В. Эксперименты с неуправляемым вращательным движением КА “Прогресс” // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2014. № 4. С. 1–39.
  10. Бабкин Е.В., Беляев М.Ю., Сазонов В.В. Режимы неуправляемого вращательного движения КА “Прогресс” для экспериментов в области микрогравитации // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2004. № 44. С. 1–29.
  11. Белоконов И.В., Ломака И.А. Методика параметрической идентификации модели углового движения наноспутника // Космонавтика и ракетостроение. 2020. Т. 117. № 6. С. 134–145.
  12. Белоконов И.В., Крамлих А.В., Ломака И.А., Николаев П.Н. Восстановление углового движения космического аппарата по данным о токосъеме с панелей солнечных батарей // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 2. С. 133–144.
  13. Krebs G.D. BugSat 1 (Tita). Gunter’s Space Page. Retrieved June 24, 2022. https://space.skyrocket.de/doc_sdat/bugsat-1.html
  14. Открытые данные телеметрии. https://dashboard.satnogs.org/d/gIFGSdwik/bugsat-1?orgId=1 (дата обращения: 01.04.2022).
  15. Иванов Д.С., Иванова Т.А., Ивлев Н.А., Овчинников М.Ю., Ролдугин Д.С. Оценка тензора инерции и автоматическая балансировка макета микроспутника на аэродинамическом подвесе // Изв. РАН. ТиСУ. 2021. № 2. С. 138–155.
  16. Модель вектора направления на Солнце. http://www.vadimchazov.narod.ru/text_pdf/comalg.pdf (дата обращения: 01.04.2022).
  17. Модель SGP4. https: //celestrak.org/publications/AIAA/2008-6770/AIAA-2008-6770.pdf (дата обращения: 01.04.2022).
  18. Storn R., Price K. Differential Evolution – A Simple and Efficient Adaptive Scheme for Global Optimization Over Continuous Spaces. Berkeley: International Computer Science Institute, 1995.
  19. Тимбай И.А., Белоконов И.В., Сторож А.Д. Анализ неуправляемого движения верхней ступени ракеты-носителя “Союз” после отделения полезной нагрузки // Вестн. Самарского государственного аэрокосмического ун-та им. академика С.П. Королева (национального исследовательского ун-та). 2012. № 4. С. 44–51.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (730KB)
3.

Download (49KB)
4.

Download (71KB)
5.

Download (63KB)
6.

Download (392KB)
7.

Download (485KB)
8.

Download (431KB)
9.

Download (463KB)
10.

Download (421KB)
11.

Download (790KB)
12.

Download (1MB)
13.

Download (101KB)


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies