اثر نیروی میدان مغناطیسی زمین بر پارامترهای مداری یک ماهواره مدار پایین (LEO)

با توجه به وجود تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی و استفاده از مواد مغناطیسی در ماهواره، همواره ماهواره دارای دو قطبی مغناطیسی است. در عین حال ماهواره در معرض میدان مغناطیسی زمین است. شدت میدان مغناطیسی در مدارهای پایین (زیر 1000 کیلومتر) دارای مقدار نسبتاً قابل توجه است. در ارتفاعات بالاتر شدت میدان کم می شود و در عین حال از اثرات بیرونی چون ذرات باردار متحرک ناشی از بادهای خورشیدی متأثیر شده الگوی نسبتاً نامنظم پیدا می کند که به سختی قابل مدل کردن است. فلذا مدل مورد استفاده تا 1000 کیلومتری معتبر است. ماهواره مورد نظر در ارتفاعی پایین تر از این مقدار گردش می کند. میدان مغناطیسی محلی که ماهواره در مدار خویش تجربه می کند دارای اثر گشتاوری و نیرویی است که یکی مستقیماً در دینامیک وضعی و دیگری در دینامیک مداری تأثیرگذار است؛ لذا در مدل سازی حرکت ماهواره، بایستی برآورد مناسبی از شدت آن داشته باشیم. در این مقاله با استفاده از مدل جهانی میدان مغناطیسی زمین (WMM2005) در نرم افزار MATLAB میدان مغناطیسی و گرادیان آن در موقعیتهای مختلف مدار یک ماهواره LEO به دست می آید. اعتبار مدل در بازه زمانی آغاز سال 2005 تا پایان سال 2010 برای ارتفاعات زیر 1000 کیلومتر است؛ از گرادیان میدان مغناطیسی، بردار نیروی اعمالی در هر لحظه به دست آمده و با انتگرال گیری معادلات دیفرانسیل دینامیک مداری تأثیر مدل میدان مغناطیسی، بردار نیروی اعمالی در هر لحظه به دست آمده و با انتگرال گیری معادلات دیفرانسیل دینامیک مداری تأثیر مدل میدان مغناطیسی زمین بر پارامترهای کپلری ماهواره محاسبه و برآورد می شوند. سپس میزان اهمیت این اثر مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

میدان مغناطیسی زمین ، دوقطبی مغناطیسی ماهواره ، نیروی مغناطیسی ، پارامترهای مداری