طراحی مفهومی بادبان فضایی کاهش مدار برای ماهواره های مدار لئو

هدف اصلی از انجام این پژوهش، ارائه یک روند طراحی به منظور طراحی بادبان کاهش مدار برای ماهواره­ های مستقر در مدارهای ارتفاع پایین (لئو) با در نظر گرفتن الزامات ماموریت است. در این راستا، ابتدا الزامات و ملاحظات طراحی بادبان کاهش مدار مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه، مدل ­های اتمسفری متفاوت و روابط لازم برای طراحی اولیه بادبان کاهش مدار ارائه شده است. سپس، به کمک ابزار Life-time در نرم افزار STK زمان کاهش مدار چندین ماهواره با نسبت های جرم به سطح متفاوت، با استفاده از سه مدل تراکم اتمسفری استاتیکی و دینامیکی Harris-priester، Jacchia-Roberts و  MSISE۲۰۰۰از ارتفاع اولیه ۷۰۰ و ۸۰۰ کیلومتری محاسبه شد. از این اطلاعات در بخش طراحی ابعاد بادبان مناسب جهت خارج کردن ماهواره­ ای با ابعاد و جرم مشخص (مطابق سناریو از پیش تعریف شده) از مدار لئو استفاده می­ شود. در انتها با استفاده از روابط و نمودارهای ارائه شده، برای مدارزدایی یک ماهوره ۲۰ کیلوگرمی از ارتفاع اولیه ۸۰۰ کیلومتری بادبانی با نسبت جرم به سطح ۰۱/۰ کیلوگرم بر متر طی یک روند منظم طراحی شده است. هندسه این بادبان به منظور بهینه بودن به شکل مربع و مبتنی بر  ۴ تیرک نگهدارنده انتخاب شده است. این هندسه با مصالحه بین دو المان ۱-قابلیت اطمینان و ۲- انعطاف­ پذیری انتخاب شده است. نتایج شبیه­ سازی نشان می ­دهد که بادبان طراحی شده قادر است الزامات ماموریت سیستم مدارزدایی را برآورده ساخته و ماهواره را طی مدت ۶/۳ سال از مدار خارج کند.

کلیدواژه ها:

بادبان کاهش مدار ، بازگشت به جو ، مدل اتمسفری ، زباله فضایی ، مدار زدایی