Обеспечение магнитной чистоты малых космических аппаратов формата CubeSat 1U для проведения измерений магнитного поля Земли

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена анализу возможности реализации измерений магнитного поля Земли на борту малых космических аппаратов формата CubeSat 1U. В частности, была решена задача обеспечения магнитной чистоты для эксплуатации магнитометров в составе наноспутников. Проведены оценки необходимой точности аппаратуры и определен рекомендуемый максимальный уровень собственного магнитного поля космического аппарата – 0.1 нТл. Обеспечение требуемого значения фона магнитного поля возможно только при условии пространственного разнесения платформы и магнитометра – за счет специальной штанги. Для оценки ее минимальной длины было проведено моделирование магнитного поля наноспутника. Полученное значение составило 1575 см.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Рева

Институт космических исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kirichenko@cosmos.ru
Россия, Москва

С. А. Богачев

Институт космических исследований РАН

Email: kirichenko@cosmos.ru
Россия, Москва

А. С. Кириченко

Институт космических исследований РАН

Email: kirichenko@cosmos.ru
Россия, Москва

И. П. Лобода

Институт космических исследований РАН

Email: kirichenko@cosmos.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Абрамова Д.Ю., Филиппов С.В., Абрамова Л.М. О возможностях использования спутниковых геомагнитных наблюдений в исследовании геолого-тектонического строения литосферы // Исследование Земли из Космоса. 2020. № 2. С. 69–81. doi: 10.31857/S0205961420010029.
  2. Альперт Я.Л., Гуревич А.В., Питаевский Л.П. Искусственные спутники в разреженной плазме. М.: Наука, 1964. 382 с.
  3. Копытенко Ю.А., Петрова А.А., Алексеев В.Ф., Гурьев И.С., Лабецкий П.В. Применение высотных моделей магнитного поля земли для решения геофизических задач // Космические исследования. 2019. T. 57. № 3. С. 185–191. doi: 10.1134/S0023420619030063.
  4. Овчинников М.Ю., Пеньков В.И., Ролдугин Д.С., Иванов Д.С.Магнитные системы ориентации малых спутников. М.: ИПМ им. М. В. Келдыша, 2016. 366 с. doi: 10.20948/mono-2016-ovchinnikov.
  5. Balogh A. Planetary Magnetic Field Measurements: Missions and Instrumentation // Space Sci Rev. 2010. V. 152. P. 23–97. doi: 10.1007/s11214-010-9643-1.
  6. Behannon K.W., Acuna M.H., Burlaga L.F., Lepping R.P., Ness N.F., Neubauer F.M. Magnetic Field Experiment for Voyagers 1 and 2 // Space Science Reviews. 1977. V. 21. Iss. 3. P. 235–257. doi: 10.1007/BF00211541.
  7. Cain J.C., Sweeney R.E. The POGO data // J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 1973. V. 35. P. 1232–1247. doi: 10.1016/0021-9169(73)90021-4.
  8. Denton M.H., Borovsky J.E., Stepanova M., Valdivia J.A. Unsolved problems of magnetospheric physics // J Geophys Res. 2016. V. 121. No. 11. P. 10783–10785. doi: 10.1002/2016JA023362.
  9. Glassmeier K., Boehnhardt H., Koschny D., Kührt E., Richter I. The Rosetta Mission: Flying Towards the Origin of the Solar System // Space Science Reviews. 2007. V. 128. Iss. 1–4 P. 1–21. doi: 10.1007/s11214-006-9140-8.
  10. Hulot G., Leger J.-M., Clausen L.B.N., Deconinck F., Coïsson P., Vigneron P., Alken P., Chulliat A., Finlay Ch.C., Grayver A., Kuvschinov A., Olsen N., Thébault E., Bertrand F., Jager T., Häfner T. NanoMagSat, a 16U nanosatellite constellation high-precision magnetic project to initiate permanent low-cost monitoring of the Earth’s magnetic field and ionospheric environment // EGU General Assembly. 19–30 Apr 2021, EGU21–14660. doi: 10.5194/egusphere-egu21-14660.
  11. Hulot G., Finlay C.C., Constable C.G., Olsen N., Mandea M. The Magnetic Field of Planet Earth // Space Sci Rev. 2010. V. 152. P. 159–222. doi: 10.1007/s11214-010-9644-0.
  12. Langel R., Ousley G., Berbert J., Murphy J., Settle M. The MAGSAT mission // Geophysical Research Letters. 1982. V. 9. Iss. 4. P. 243–245. doi: 10.1029/GL009i004p00243.
  13. Olsen N., Holme R., Hulot G., Sabaka T., Neubert T., Tøffner-Clausen L., Primdahl F., Jørgensen J., Leger J.-M., Barraclough D., Bloxham J., Cain J., Constable C., Golovkov V., Jackson A., Kotze P., Langlais B., Macmillan S., Mandea M., Merayo J., Newitt L., Purucker M., Risbo T., Stampe M., Thomson A., Voorhies C. Ørsted Initial Field Model // Geophysical Research Letters. 2000. V. 27. Iss. 22. P. 3607–3610. doi: 10.1029/2000GL011930.
  14. Piessens R., de Doncker-Kapenga E., Überhuber Ch.W., Kahaner D. QUADPACK: A subroutine package for automatic integration. Springer-Verlag. ISBN978-3-540-12553-2. 1983. doi: 10.1007/978-3-642-61786-7.
  15. Sutcliffe P.R., Ndiitwani D.C., Luhr H., Heilig B. Studies of Geomagnetic Pulsations Using Magnetometer Data from the CHAMP Low-Earth-Orbit Satellite and Ground-Based Stations: a Review // Data Sci. J. 2011. V. 10, IAGA10-IAGA18. doi: 10.2481/dsj.IAGA-03.
  16. Svedhema H., Titov D.V., McCoy D., Lebreton J.-P., Barabash S., Bertauxd J.-L., Drossarte P., Formisano V., Häusler B., Korablev O., Markiewicz W. J., Nevejans D., Pätzold M., Piccioni G., Zhang T. L., Taylor F. W., Lellouch E., Koschny D., Witasse O., Eggel H., Warhaut M., Accomazzo A., Rodriguez-Canabal J., Fabrega J., Schirmann T., Clochet A., Coradini M. Venus Express – The first European mission to Venus // Planetary and Space Science. 2007. V. 55. Iss. 12. P. 1636–1652. doi: 10.1016/j.pss.2007.01.013.
  17. ZhongYi Chu, YiAn Lei. Design theory and dynamic analysis of a deployable boom // Mechanism and Machine Theory. 2014. V. 71. P. 126–141. doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2013.09.009.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Направления токов рассмотренных контуров в аппарате. Зеленым цветом показан контур, соответствующий плате электроники. Синим – соединительные провода. Оранжевым – панели солнечных батарей.

Скачать (625KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Направления токов в контуре узла электроники. Зеленым цветом показан контур, соответствующий плате управления. Красным – плата питания, включающая в себя аккумулятор.

Скачать (147KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Уровень собственного магнитного поля космического аппарата в зависимости от расстояния для случаев освещенности Солнцем одной (верхняя панель), двух (средняя панель) и трех (нижняя панель) солнечных батарей. Штриховой линией на нижней панели показан уровень собственного магнитного поля, создаваемого отдельно платой питания в режиме максимального выходного тока. Штрихпунктирная линия на нижней панели демонстрирует предельный уровень собственного магнитного поля при функционировании всех узлов аппарата.

Скачать (272KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».