На основе результатов наземных наблюдений определены эффективные площади отражения для трех поколений КА специального назначения США Canyon, Chalet (Vortex) и Mercury

There were determined the effective reflecting squares for three generations of USA space vehicles Canyon, Chalet (Vortex) and Mercury at the bases of ground observations.

Основное содержание исследования

Таблица 1. Список запущенных и сопровождаемых ПН РК КА Canyon, Chalet (Vortex) и Mercury

* объект относится к классу L3 и не виден в восточном полушарии;

** отсутствует фотометрическая информация по данному объекту;

*** объект относится к классу L2 и не виден в восточном полушарии.

Методика получения и интерпретации используемой нами координатной и фотометрической информации достаточно детально описаны в наших предыдущих работах (см., напр. [5-7] и др.). В них показано, что основными оптическими и динамическими характеристиками, которые можно вычислить на основе наземных координатных и фотометрических наблюдений, можно считать эффективную площадь отражения, фазовые коэффициенты, периоды вращения вокруг центра масс. Каждая из этих характеристик сама по себе не может определить принадлежность наблюдаемого объекта к какому-либо классу. Но их совокупность и совместный анализ с другими сведениями позволяют найти приемлемое решение в процессе проведения идентификации ГСС.

Анализ результатов позиционных наблюдений свидетельствует о том, что эволюция орбит всех трех поколений аппаратов Canyon, Chalet (Vortex), Mercury имеет такой же характер, как и у ГСС классов UHF и Thuraya - они заполняют правую ветвь эволюционной диаграммы "наклон - узел" [6]. Критическое значение долготы восходящего узла составляет 360^о, а начальный наклон орбиты может доходить до 11^о. Изменение направления эволюции угла наклона происходит при существенно большем значении (2^о - 4^о). В качестве иллюстрации этого на рис.1 показана зависимость i от для КА Canyon 6 (75055А).

Рис.1. Зависимость i () для ГСС Canyon 6

На основе кривых блеска, полученных при различных фазовых углах, были построены фазовые портреты для каждого наблюдавшегося объекта, определена его ориентация на фиксированные моменты и затем вычислены эффективные площади отражения в полосах B, V и R.

Ниже приведены некоторые результаты этого анализа на примере Canyon-6 (75055А). На рис.2 показана кривая блеска этого КА, свернутая за период 218.3 сек. Единичный вектор нормали к поверхности, формирующей данные вспышки, на момент наблюдений имел координаты: X_n = 0.9772; Y_n = 0.1271; Z_n = 0.1703, т.е. был направлен практически на наблюдателя. Здесь X_n, Y_n, Z_n - компоненты единичного нормального вектора в экваториальной системе координат (начало - в центре масс объекта, ось X параллельна небесному экватору в направлении точки весеннего равноденствия, ось Y направлена в центр Земли, а ось Z - в полюс мира параллельно оси вращения Земли). Показатели цвета данных вспышек: (B-V) = 0^m,30; (V-R) = 0^m,16 соответствуют зеркальным вспышкам от солнечных батарей [9].

Из разложения полученной кривой блеска по базисным векторам, соответствующим шару, цилиндру и плоскости следует, что в данном случае доминирующая форма КА соответствует цилиндру. Принимая во внимание величины показателей цвета, приведенные выше, можно сказать, что корпус КА представляет собой цилиндр, покрытый солнечными панелями.

Рис.2. Кривая блеска Canyon 6 (75055А), свернутая за период 218.3 сек. Наблюдения 12.03.2011 г., фильтр V, фазовый угол ц = 33^о,5.

КА Chalet (Vortex) и Mercury считаются преемниками спутников Canyon. Они были созданы компанией Hughes [8] на базе серийных коммерческих спутников связи, но с существенно большей по размеру развертываемой антенной. Эксперты полагают, что аналог такой антенны, но меньший по размеру, используется на КА Thuraya для обеспечения связи мобильных пользователей, [3,4].

космический аппарат антенна

Если предположить, что внешний вид антенн, установленных на КА РЭР схож с "коммерческим вариантом", который поставляется компаниями, специализирующимися на создании развертываемых антенных систем [8], то можно получить некоторые количественные оценки эффективных площадей отражения ГСС рассматриваемого типа.

ПН РК сопровождают два стабилизированных КА Thuraya и один дрейфующий. Была проведена оценка суммарной эффективной площади отражения и соответствующих коэффициентов отражения для КА Thuraya 2 (03026А) на основе наблюдений, проведенных в апреле 2006 года. Эффективные площади отражения в полосах B, V и R соответственно составили: = 2,18 ± 0,25м²; = 2,91 ± 0,22м²; = 3,80 ± 0,21м². Зная площадь отражения КА Thuraya [4], можно найти его коэффициенты отражения: г_B = 0,032, г_V = 0,047, г_R = 0,061.

Результаты расчетов эффективных площадей отражения наблюдавшихся нами КА Canyon, Chalet (Vortex) и Mercury при условии принятых выше предположений приведены в Таблице 2. В ней , , - величины эффективных площадей отражения и соответствующий этим значениям диаметр D эталонного диска. Величина D наглядно демонстрирует соотношение площадей отражения данных типов КА.

Таблица 2. Эффективные площади отражения и вероятные значения диаметров эталонного диска для КА Canyon, Chalet (Vortex), Mercury.

Следует подчеркнуть, что при оценке D мы исходили из конструктивной однотипности наблюдаемых ГСС. На обоснованность такого предположения указывает тот факт, что интегральные цветовые показатели (с учетом эффектов старения, [10]), приведенные на момент запуска, для КА Chalet (Vortex) и Mercury составляют: (B-V) = 1^m,10; (V-R) = 0^m,85. Проведенные исследования позволили провести идентификацию всех наблюдавшихся космических аппаратов данного типа.

Литература

8. Информационный космический центр "Северная корона". Развертываемые спутниковые антенны // http://www.spacecenter.ru/Information%20chanell/t_parad/ka/ depant/ depant2. htm

9. Муртазов А.К. Оптические свойства поверхностей ИКО и техногенных отходов в космосе // Околоземная астрономия и проблемы изучения малых тел солнечной системы.М. 2000. С.262-268.

10. Диденко А.В. О влиянии старения покрытий космического аппарата на его фотометрические характеристики // Вестник Казахского национального педагогического университета им. Абая. серия "Физ. - мат. науки". № 1 (12). 2005. С.81-84.

Размещено на Allbest.ru