В каком случае было бы полезно, чтобы угловая скорость спутника отличалась от угловой скорости его системы отсчета?

Question

В каком случае было бы полезно, чтобы угловая скорость спутника отличалась от угловой скорости его системы отсчета?

Павел

Случайно читая «Орбитальную механику для студентов-инженеров» о динамике положения твердого тела, я вижу следующий отрывок:

М_{н е т} знак равно {\dot{ЧАС}}_{р е л} + Ом \times ЧАС

$M_{net}=\dot{H}_{rel} + \Omega\times H$ Имейте в виду, что, тогда как $\Omega$ (угловая скорость движущейся системы координат xyz) и $\omega$ (угловая скорость самого твердого тела) являются обеими абсолютными кинематическими величинами, ... Если сопутствующая система жестко связана с корпусом тела, то... $\Omega=\omega$ .

Я не могу понять ни одной правдоподобной причины, по которой можно было бы $\Omega\ne\omega$ вообще, а тем более для спутника. Возникает ли ситуация, когда было бы полезно описать твердотельный спутник с вращающейся осью координат, отличной от вращения самого тела? Создается впечатление, что авторы крайне осторожны, чтобы не сказать, что $\Omega=\omega$ универсально, что заставляет меня подозревать, что могут возникнуть случаи, когда лучше держать их отдельно. Каковы эти ситуации в контексте динамики ориентации спутника?

Хулио

Угловая скорость может быть выражена в любой системе отсчета, выражая

ω

$\omega$ в системе отсчета, закрепленной на теле (

ω = Ω

$\omega=\Omega$ ) имеет то преимущество, что получает постоянную матрицу инерции (для твердого тела) по времени, поэтому @uhoh я не понимаю проблему Хаббла, на которую вы указываете. Я могу думать только о ситуациях, когда вы прикрепляете к своему спутнику движущиеся части, поэтому «независимо от того», какую систему отсчета вы выбираете, у вас не может быть постоянной матрицы инерции.

ооо

@ Джулио, о, я думаю, что полностью неправильно прочитал абзац. Неважно.

Ответы (1)

В каком случае было бы полезно, чтобы угловая скорость спутника отличалась от угловой скорости его системы отсчета?

Угловая скорость может быть выражена в любой системе отсчета, выражая $\omega$ в системе отсчета, закрепленной на теле ( $\omega=\Omega$ ) имеет то преимущество, что получает постоянную матрицу инерции (для твердого тела) по времени, поэтому @uhoh я не понимаю проблему Хаббла, на которую вы указываете. Я могу думать только о ситуациях, когда вы прикрепляете к своему спутнику движущиеся части, поэтому «независимо от того», какую систему отсчета вы выбираете, у вас не может быть постоянной матрицы инерции.
@ Джулио, о, я думаю, что полностью неправильно прочитал абзац. Неважно.

СФ. · Answer 1

Очевидно, это зависит от назначения спутника.

Если спутник представляет собой космический телескоп, он должен сфокусироваться на далеких звездах; $\omega = 0$ .

Если это спутник-шпион, сфокусированный на определенной точке на поверхности, он повернется, чтобы нацелиться на эту точку.

В случае спутников на орбите с большим эксцентриситетом угловая скорость часто контролируется на специальной основе, поскольку $\Omega$ непостоянна, вблизи апоцентра спутник движется намного медленнее, чем вблизи перицентра; тем временем $\omega$ «предоставленный самому себе» будет постоянным; если спутник должен сфокусироваться на Земле, его нужно активно вращать (пример: орбитальные спутники "Молния").

Есть много других приложений, где желателен определенный вращение или отсутствие вращения - ориентация панелей на Солнце, сканирование поверхности узкими полосами через узкий луч, инерционная стабилизация, искусственная гравитация - во всех этих случаях $\omega$ будет "на заказ".

В каком случае было бы полезно, чтобы угловая скорость спутника отличалась от угловой скорости его системы отсчета?

Павел

Хулио

ооо

Ответы (1)

СФ.

Вращается ли спутник естественным образом в фазе своей орбиты, всегда обращенной к Земле?

Будут ли работать магнитные вращатели, помещенные в полярный спутник?

Можно ли использовать магниты для ориентации в пространстве?

Как изменилась угловая скорость Земли за последние 100 лет?

Условные обозначения пространственного положения МКС по тангажу и тангажу. Какой использовать?

Пассивная стабилизация положения с помощью магнитов — есть ли исследования, основанные на реальных данных полета?

Какой узор создают спутники миссии ЕКА Swarm?

Какая математика стоит за Magnetorquers?

Как космонавты поворачиваются в космосе?

Система рассеяния вращения WRESAT, пассивная или активная?