Динамическая эволюция космического мусора в окрестности областей движения спутников глобальных навигационных систем и геостационарной орбиты

Аннотация

Рассмотрена динамическая эволюция космического мусора в окрестности активно используемых орбит: геостационарной и глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС, GPS, Бэйдоу и Галилео, с целью оценить интервалы времени, необходимые для проникновения объектов космического мусора в область движения геостационарных и навигационных спутников. Начальные значения больших полуосей орбит выбирались на 500~км выше и ниже номинальных орбит навигационных спутников в окрестности резонансов высоких порядков, также были рассмотрены супергеосинхронные орбиты в окрестности резонансов высоких порядков. Отношение миделева сечения к массе варьировалось от малых значений, соответствующих спутникам, до больших значений, соответствующих фрагментам космического мусора. Орбитальная эволюция объектов моделировалась на интервале времени 240 лет с помощью "Численной модели движения искусственных спутников Земли", разработанной в Томском государственном университете. Модель возмущающих сил учитывала: гравитационное поле Земли, притяжение Луны и Солнца, приливы в теле Земли, световое давление с учетом тени Земли, эффект Пойнтинга - Робертсона, сопротивление атмосферы. Уравнения движения интегрировались методом Эверхарта 19 порядка. Результаты существенно зависят от положения плоскости орбиты. Большие значения отношения миделева сечения к массе приводят к прохождению объектов через геостационарную область и область движения спутников глобальных навигационных систем вследствие светового давления и эффекта Лидова - Кодзаи, приводящих к долгопериодическим колебаниям эксцентриситета и наклона орбит.