CC BY
67
УДК 521.1-13:629.78
Е. Г. Лапухин
Научные руководители - Л. В. Границкий, В. М. Владимиров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МКА «ЮБИЛЕЙНЫЙ-2»: РАСЧЕТ ПОЛОЖЕНИЯ, ПЗС-НАБЛЮДЕНИЯ, АНАЛИЗ
По рассчитанному положению КА проведены ПЗС-наблюдения в оптическом диапазоне. Наблюдения показали, что для прогноза положения КА приемлемого для лазерной дальнометрии необходимо рассчитать данные ТЬЕ по собственным ПЗС-наблюдениям.
28 июля 2012 г. был осуществлен запуск МКА «Юбилейный-2» («МиР»), на борту которого установлены ретрорефлекторы для лазерной дальнометрии. На сегодняшний день измерение дальности с помощью лазерных локационных систем (ЛЛС) осуществляется с точностью до долей сантиметров [1].
Для успешной лазерной дальнометрии МКА «МиР», необходимо знать пространственно-временное положение космического аппарата. Таким образом, предварительно следует получить прогноз пространственно-временного положения МКА с учетом тактико-технических характеристик ЛЛС.
Для прогноза пространственно-временного положения МКА создана программа расчёта на основе модели 8вР-4 [2].
Входные данные для расчета: орбитальные элементы в формате ТЬЕ, время, координаты наблюдателя, дистанция, размер фотоприемного устройства, фокусное расстояние принимающей оптической системы.
Выходные данные: прямоугольные геоцентрические, небесные и горизонтальные координаты КА на заданные моменты времени, пространственная линейная и видимая угловая скорости, время нахождения КА в поле зрения приёмника излучения и в поле локационного луча, юлианская дата и локальное звездное время. Выходные данные, разделенные табуляцией, выводятся в текстовый файл. В отдельный файл выводятся расчеты для расстояний менее заданной дистанции. Частично рассчитанные данные выводятся в нижней части рабочего окна программы (рис. 1).
Рис. 1. Рабочее окно программы для расчета положения КА
По рассчитанным данным были осуществлены ПЗС-наблюдения МКА «МиР». Наблюдения проводились на телескопе с ПЗС-камерой, поле зрения которого составляет 2°,3х2°,3. ПЗС-камера оснащена механическим затвором (время срабатывание затвора 36 мс). Время экспозиции 0,5 секунды. Треки МКА «МиР» представлены на рис. 2. Несоответствие положения МКА «МиР» с расчётными данными составляет от 3 до 15 угловых минут (табл. 1).
16:10:20 116:10 16:09*0 116:09:20 [16:09 [
2013-0 3;26 18:34:( 0.470 иТС
• ? >■
+09-.00 |
■г ' ■ - *.
Л 1.65' х 29.35 Е4_
16:12:20 16:12 16:11:40 [16:11:20- Ьб:11 .
2013- 13-2618:34 :05.913 Ш с
*09;4 • \
»09-1 (1 \ »
6 . .
„ ■ У- ¿'¿'Ж?-■
■х 1 м £ ...л ■ . . 26.65' к 29.fi ■V } щ
Рис. 2. ПЗС-изображения МКА «МиР»
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Рис. 3. ПЗС-изображения КА ОРЗ 26470и
Таблица 1
Рассчитанные и измеренные небесные координаты КА «МиР (26.03.2013)
№ Время ИТС, чч:мм:сс Координаты Несоотв., угл. минуты
Рассчитанные Измеренные
а 2000, ЬЬ тт 8 2000, (М° тт' " а 2000, ЬЬ тт 88 8 2000, (1(1° тт' 88 "
1 18:33:59.970 16 10 07.66 08 55 00.8 16 09 41.88 09 00 33.2 8.440
2 18:34:00.470 16 10 17.38 08 58 51.9 16 09 52.36 09 04 44.1 8.521
3 18:34:05.413 16 11 54.57 09 37 08.3 16 11 29.87 09 42 44.0 8.268
4 18:34:05.913 16 12 04.51 09 41 01.7 16 11 39.38 09 46 40.6 8.382
5 18:39:29.940 19 45 51.40 48 44 42.9 19 46 05.55 48 43 59.5 2.442
6 18:39:30.440 19 46 20.85 48 46 11.7 19 46 38.22 48 45 35.0 2.927
7 18:39:34.371 19 50 12.50 48 57 27.5 19 50 27.64 48 56 33.7 2.643
8 18:39:34.871 19 50 41.98 48 58 50.7 19 50 58.62 48 58 01.0 2.853
9 20:30:29.963 13 00 48.09 15 31 12.3 13 00 02.29 15 40 30.1 14.424
10 20:30:30.463 13 00 45.76 15 36 19.1 12 59 59.69 15 46 09.8 14.828
11 20:30:34.853 13 00 24.89 16 21 33.9 12 59 38.99 16 31 00.3 14.500
12 20:30:35.353 13 00 22.47 16 26 45.5 12 59 36.39 16 36 34.2 14.773
13 20:40:59.499 02 16 38.25 49 34 09.8 02 15 49.03 49 24 48.9 12.300
14 20:40:59.999 02 16 35.45 49 31 44.9 02 15 46.33 49 22 32.0 12.191
15 20:41:05.145 02 16 07.24 49 07 02.4 02 15 18.52 48 57 33.7 12.393
16 20:41:05.645 02 16 04.55 49 04 39.2 02 15 15.54 48 55 08.5 12.454
Таблица 2
Рассчитанные и измеренные небесные координаты КА СР8-26470и (26.03.2013)
№ Время ИТС, чч:мм:сс Координаты Несоотв., угл. минуты
Рассчитанные Измеренные
а 2000, КЬ тт 88 8 2000, 11° тт' 88 " а 2000, КЬ тт 88 8 2000, 11° тт' 88 "
1 16:19:29.322 10 47 13.5 52 31 57.73 10 47 16.9 52 32 10.7 0.553
2 16:19:39.323 10 47 49.4 52 29 36.40 10 47 48.3 52 29 50.1 0.282
3 16:19:49.975 10 48 27.5 52 27 05.08 10 48 29.7 52 26 48.8 0.432
4 16:19:59.975 10 49 03.3 52 24 42.31 10 49 06.3 52 24 49.6 0.481
5 16:20:07.925 10 49 31.6 52 22 48.30 10 49 34.7 52 22 58.3 0.497
6 16:20:17.925 10 50 07.3 52 20 24.28 10 50 07.2 52 20 41.0 0.279
7 16:20:25.183 10 50 33.1 52 18 39.31 10 50 36.0 52 18 45.3 0.459
8 16:20:35.183 10 51 08.6 52 16 14.09 10 51 08.6 52 16 32.9 0.314
По рассчитанным данным также были осуществлены оптические наблюдения навигационного КА вР8-26470и (рис. 3). Время экспозиции 10 с. Ошибка в положении составила 0,5 угловых минуты (табл. 2).
Несоответствие в определении положения МКА «МиР» вызвано тем, что для расчета орбитальных элементов большинства низколетящих спутников используются данные полученные с помощью радиолокационных измерений. Радиолокационные измерения позволяют зафиксировать положения КА с точностью до нескольких минут.
Траекторные измерения КА вР8-26470и проводятся с помощью лазерных дальномеров. Использование данных ТЬБ для прогноза положения КА вР8-26470и дает несоответствие 0,5 угл. минуты. Прогноз с такой точностью приемлем для лазерной дальнометрии с использованием лазерного луча расходимостью 1-3 угл. минуты.
Таким образом, проведенные оптические наблюдения, на примере КА вР8-26470и, подтвердили правильность вычисленного положения. Для получения более точного прогноза положения МКА «МиР» не-
обходимо использовать элементы орбит, рассчитанные на основе оптических наблюдений. Для этого следует: провести ПЗС-наблюдения МКА «МиР» в оптическом диапазоне и по данным наблюдений рассчитать орбитальные элементы.
Данная работа выполнена в рамках экспериментального исследования предельных значений точности измерения дальности космических объектов лазерными локационными станциями.
Библиографические ссылки
1. Необходимые условия достижения субмиллиметровой точности измерений в спутниковой лазерной дальнометрии. Электромагнитные волны и электронные системы. № 12 за 2009 г.
2. Models for Propagation of NORAD Element Sets. Felix R. Hoots, Ronald L. Roehrich, TS Kelso. 1988. URL: http://www .celestrak. com/NORAD/documentation/ spacetrk.pdf.
© Лапухин Е. Г., 2013
УДК 538.911
И. И. Назаренко1, К. Кпйек2, 2. Лгак2, 1. И^Шапек2 Научный руководитель - С. Н. Софронова 1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева1, Красноярск Институт физики Академии наук Чешской республики2, Прага
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ РВ3МК7О15+Си
Данное исследование посвящено изучению структурных свойств Pb3Mn7O15+Cu. В результате исследования была установлена группа симметрии кристаллов исследуемых образцов, координаты ионов в элементарной ячейке и количество легирующей добавки (Cu) в соединении.
Манганиты со смешением валентности марганца представляют собой оксидные соединения, которые привлекали внимание исследователей в течение последних десятилетий. Богатое разнообразие физических свойств, вызванное взаимодействием зарядов, спинов и степеней свободы, а также возможность контроля этих свойств сделали эти материалы привлекательными как для фундаментальных исследований, так и для решения прикладных задач [1].
Перовскитоподобные структуры примесных марганцевых оксидов обладают высокой химической пластичностью, позволяющей изменять соотношение Мп3+/Мп4+ в широком диапазоне путём добавление примесей при этом не меняя кристаллической структуры. В то же время соотношения между ионами Мпс разной валентностью в перовскито-подобных манга-нитах может вызвать значительное изменение физических свойств [1-5].
Данные особенности и наличие достаточного количества сведений о структурных, магнитных и электрических свойствах РЪзМп7015дали толчок к получению новых соединений на основе РЪ3Мп7015 для более подробного изучения влияния примесных добавок на изменение физических и химических свойств материалов, получаемых на его основе.
Таким образом, в Институте физики имени Л. В. Киренского СО РАН было синтезировано соединение РЪ3Мп7015+Си, которое предположительно должно обладать близкими к чистому оксиду РЪ3Мп7015, не содержащему добавку Си, физическими свойствами, однако имеющими ряд отличительных особенностей, которые должны пролить свет на природу процессов происходящих в данном соединении.
Целью данного исследования было проведение исследования структурных свойств кристалла РЪ3Мп7015с легирующей добавкой из меди, а также анализ полученных экспериментальных данных и выявление степени влияния добавки меди на свойства кристалла РЬ3Мп70:5+Си.
Исследование структурных свойств соединения проводилось с помощью рентгеновского дифракто-метра Вгикег Б8.
В результате проведённых исследований структуры методом рентгеновской дифракции было обнаружено, что кристаллы исследуемого соединения обладают высокосимметричной гексагональной структурой, описываемой пространственной группой Р63/шсш (№ 193). Данная группа содержит 24 элемента симметрии, которые представлены поворотными и винтовыми осями, плоскостями простого и скользящего отражения и инверсией.
