Слайд 1«Космический мусор»:
анализ проблемы и перспективы
Над проектом работал студент
ГБПОУ ПТ №
47
М. Звягин
Слайд 2Проблема
Старт первого космического аппарата «Спутник – 1» был осуществлён Советским Союзом
4 октября 1957 г. За 60 лет всеми странами было запущено более 25 тысяч космических аппаратов. Значительное число из них вышло из эксплуатации.
Исследование проблемы обеспечения безопасности полётов и защиты околоземного пространства от «космического мусора».
Слайд 3Цель проекта
Систематизировать распределение низкоорбитальных космических аппаратов, как действующих, так и вышедших
из строя или выведенных из эксплуатации, а также их обломков, существует в околоземном пространстве по орбитам.
Проанализировать возможность столкновения космических аппаратов с «космическим мусором». Определить наиболее опасные околоземные орбиты.
Рассмотреть перспективы влияния «космического мусора» на дальнейшее освоение околоземного пространства.
Слайд 4План работы
Ознакомиться с научно-техническими документами по данной тематике: типы орбит, формулы
движения тел по круговой орбите.
Систематизировать и распределить космические аппараты по их нахождению на орбитах по данным сайта www.space-track.org .
Проанализировать возможность столкновения космических аппаратов с «космическим мусором». Определить наиболее опасные околоземные орбиты.
Рассмотреть перспективы влияния «космического мусора» на дальнейшее освоение околоземного пространства.
Слайд 5Основные положения
Классификации орбит космических аппаратов:
по наклонению:
экваториальные;
полярные;
солнечно-синхронные;
по величине большой
полуоси:
низкоорбитальные (160 км до 2000 км);
среднеорбитальные (2000 км до 35786 км);
геостационарные и геосинхронные
(35786 и более км).
Слайд 6Основные положения
Первая космическая скорость:
vк0 = 7,91 км/с
Радиус Земли:
R ≈ 6380км.
Слайд 7 Расчёт высоты орбиты спутника
Рассчитаем минимальное время движения объекта, которое необходимо
совершить для совершения оборота вокруг Земли.
Слайд 8
Рассчитаем время движения объекта на высотах 50 км
и 100 км, которое необходимо совершить космическому аппарату для совершения оборота вокруг Земли.
Слайд 9Ориентировочные расчёты
При примерных оценках периода обращения космических аппаратов по круговой орбите
можно считать, что период обращения увеличивается примерно на 1 минуту при увеличении высоты на каждый 50 км.
Данной оценкой можно пользоваться для космических аппаратов не выше 1000 км.
Слайд 10Работа с базой данных
1.Изучили TLE-данные спутников, опубликованные на сайте
www.space-track.org
2. Систематизация и распределение космических аппаратов по их нахождению на орбитах, выделение недействующих («космического мусора»), расчет высоты нахождения, градация с периодом по 100 км.
3. Построение диаграмм, показывающих распределение действующих космических аппаратов и «космического мусора» в околоземном пространстве.
Слайд 11Работа с базой данных
В базе данных систематизирована информация
о 16739 космических аппаратах (по состоянию 03.11.2017 г).
Информация представлена в трехстрочном формате (Таблица 1)
Таблица 1
Слайд 12Работа с базой данных
Первая строка (см.Таблицу 1) содержит следующую информацию:
25544
- Номер спутникового каталога
U - Классификация страны
98067A - Международное обозначение
04236.56031392 – UTS, Всемирное координированное время
00020137 – 1-я производная среднего движения относительного времени
00000-0 – 2-я производная среднего движения относительного времени
16538-3 – классификатор аппарата
0 – Тип набора элементов
999 – Номер элемента
3 – контрольная сумма
Слайд 13Работа с базой данных
Во второй строке таблицы 1 представлены следующие
данные:
25544 – Номер спутникового каталога
51.6335 – Наклон орбиты (градусы)
344.7760 – прямое восхождение восходящего узла (в градусах)
27-33 – Эксцентриситет
126.2523 – Аргумент перигея (градусы)
325.9359 – Средняя аномалия (градусы)
15.70406856 – Средняя скорость движения (оборотов/день)
32890 – Номер по каталогу
6 – контрольная сумма.
Слайд 14Работа с базой данных
В ходе работы были определены орбиты каждого космического
аппарата, исходя из средней скорости его движения по орбите с помощью введения формулы в табличные данные Exel (в часовом формате).
Пример: Среднее движение космического аппарата с номером спутникового каталога 25544U («Заря») равно 15,70406856 (оборотов/день).
Среднее удаление от поверхности Земли будет:
К полученным данным был применен фильтр с градацией орбит с интервалом в 100 км.
Слайд 16Распределение всех зарегистрированных космических аппаратов по орбитам
Слайд 17Распределение "космического мусора" по орбитам
Слайд 18Распределение действующих космических аппаратов и «космического мусора»
по орбитам
Слайд 19Итоги проделанной работы
Систематизировано распределение по орбитам 16739 космических аппаратов, как действующих,
так и вышедших из строя или выведенных из эксплуатации.
Проведен анализ возможности столкновения космических аппаратов с «космическим мусором» . Установлено, что наиболее опасными являются орбиты более 800 км.
Определены перспективы влияния «космического мусора» на дальнейшее освоение околоземного пространства.
В среднесрочной перспективе, в связи с выводом или отказом действующих космических аппаратов, возможно повышение угрозы столкновений космических аппаратов с «космическим мусором» на орбитах более 600 км.