Динамическая эволюция искусственных спутников Земли на высоких экваториальных орбитах с малыми эксцентриситетами

Abstract

В работе исследуется динамическая эволюция искусственных спутников Земли, движущихся в окрестности высоких экваториальных орбит с малыми начальными эксцентриситетами. Динамическая эволюция на коротких интервалах времени исследована на основе позиционных наблюдений высокоорбитальных объектов на телескопе СБГ Коуровской астрономической обсерватории УрФУ. В 2016 г. определено свыше 3 700 положений для более чем 140 объектов. Построено 189 улучшенных орбит. Изучение динамической эволюции на длительных интервалах времени выполнялось на основе результатов численного моделирования. Использовалась ¾Численная модель движения искусственных спутников Земли¿, разработанная в НИИ прикладной математики и механики Томского государственного университета. Модель возмущающих сил учитывает основные возмущающие факторы: гравитационное поле Земли, притяжение Луны и Солнца, приливы в теле Земли, световое давление с учетом тени Земли, эффект Пойнтинга-Робертсона, сопротивление атмосферы. Отношение миделева сечения к массе (парусность) варьировалось от малых значений, соответствующих спутникам, до больших соответствующих космическому мусору. Рассмотрена динамическая эволюция объектов на орбитах с малыми начальными значениями эксцентриситета e = 0.001 и наклона i = 0.001°, расположенных выше геостационарной орбиты. Начальные значения большой полуоси a выбирались в окрестности резонансов высоких порядков 50 : 49 (a = 42 740 км), 20 : 19 (a = 43 635 км), 15 : 14 (a = 44 153 км), 10 : 9 (a = 45 237 км), 9 : 8 (a = 45 613 км). Максимальные значения парусности, при которых космический мусор остается на орбите не менее 240 лет, составляют 33 м2/кг для объектов, движущихся в окрестности резонансов 50 : 49, 20 : 19, 10 : 9, 9 : 8 и 34 м2/кг в окрестности резонанса 15 : 14.