Стабилизация режима гравитационной ориентации искусственного спутника Земли электромагнитной системой управления

Показана возможность стабилизации режима гравитационной ориентации массивного искусственного спутника Земли механическим моментом, создаваемым при взаимодействии специальных токонесущих катушек с магнитным полем Земли. В качестве примера рассматривается управление вращательным движением спутника «Фотон». Исполнительными органами электромагнитной системы управления служат три одинаковые катушки, оси которых взаимно ортогональны. Управление вращательным движением осуществляется за счет изменения токов в катушках. Рассмотрены законы управления, обеспечивающие гашение возмущенного движения спутника и стабилизацию его в режиме гравитационной ориентации. Чтобы сформировать эти законы, достаточно иметь показания трехосного магнитометра. Энергопотребление при реализации каждого закона не превышает нескольких ватт. Эффективность законов проверена посредством математического моделирования движения спутника относительно центра масс под действием гравитационного, аэродинамического и управляющего моментов. Показано, что применение на спутниках серии «Фотон» режима гравитационной ориентации, стабилизируемого электромагнитной системой управления, позволило бы обеспечить весьма малый уровень квазистатических микроускорений на их борту.