Control of the drag on a spacecraft in the earth’s ionosphere using the spacecraft’s magnetic field

Shuvalov, V. A.; Gorev, Nikolai B.; Tokmak, N. A.; Pis’mennyi, N. I.; Kochubei, G. S.

doi:10.1016/j.actaastro.2018.06.038

Cited by 12 publications

(3 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The current state of developing HDSs and aerodynamic means of debris removal can be estimated from analysing studies [10][11][12][13][14][15][16][17][18]. Thus, it is proposed in [10,11] to use a permanent magnet harpoon system for SDOs, which increases the reliability of the harpoon devices of SD removal. Also, the onboard energy consumption is reduced compared to the transfer of an SDO to a lower orbit with the help of a motor CSC.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Development of the aeromagnetic space debris deorbiting system

Lapkhanov

Khoroshylov

2019

EEJET

View full text Add to dashboard Cite

Розглянуто можливість створення аеромагнітної системи відведення об'єктів космічного сміття з низьких навколоземних орбіт. Особливістю конструкції даної аеромагнітної системи відведення є застосування магнітних органів керування відносним положенням аеродинамічного елементу з використанням постійних поворотних магнітів, що екрануються за допомогою спеціальних капсул екранів зі створами. Слід зазначити, що ця система пропонується для аеродинамічно нестійких космічних апаратів. Також, для аналізу працездатності і переваг застосування аеромагнітної системи відведення з постійними магнітами було запропоновано відповідний дискретний закон керування магнітними органами. Керування відносним положення аеродинамічного елементу в орбітальній системі координат здійснюється з метою орієнтації і стабілізації його перпендикулярно до динамічного потоку атмосфери, що набігає. Проведене математичне моделювання орбітального руху космічного апарату під час відведення за допомогою аеромагнітної системи з постійними магнітами з різних орбіт. Було визначено, що при здійсненні стабілізації аеродинамічного елементу перпендикулярно до вектору динамічного потоку атмосфери, що набігає, час відведення зменшується на 25 % у порівнянні з неорієнтованим пасивним відведенням. Однак ця перевага у часі відведення властива лише для аеродинамічних елементів, площа Міделя яких значно більша за четверту частину площі повної поверхні. Так, слід зазначити, що проектування аеромагнітних систем відведення доцільно лише із використанням аеродинамічних вітрильних елементів, що розгортаються, і зовсім не є ефективним для великих надувних елементів. Таким чином, розробка аеромагнітної системи відведення об'єктів космічного сміття з органами керування на постійних магнітах розширює межі ефективного застосування аеродинамічних вітрильних систем. В свою чергу, застосування магнітних органів з постійними магнітами дає новий напрямок для подальших досліджень керування орієнтацією великогабаритних космічних систем при мінімальних витратах палива та бортової енергії Ключові слова: аеромагнітна система відведення, постійні магніти, космічний апарат, дискретний закон керування

show abstract

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Development of the aeromagnetic space debris deorbiting system

Lapkhanov

Khoroshylov

2019

EEJET

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Its principle (Smith et al 2022) is to use electromagnetic method to control the weakly ionized plasma, decelerate the aircraft and push away the shock wave. So far, with the development of magnetic control technology, the use of electromagnetic methods for aircraft thermal protection has gradually become feasible (Shuvalov et al 2018).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Side plasma flow and stagnation of a conical blunt body vehicle under an axial dipole magnetic field

Wang,

Tian,

et al. 2023

Fluid Dyn. Res.

View full text Add to dashboard Cite

The study of plasma flow under the thermal protection magnetic field of reentry vehicle is helpful to verify the magnetic control thermal protection technology and further understand its flow law. By solving hypersonic magnetohydrodynamics equations and combining with dipole magnetic field conditions, the plasma flow mechanism of RAM-CII (Radio Attenuation Measurement Experiment) spacecraft at 61km altitude is analyzed and compared with OREX (Orbital Reentry Experiment) spacecraft under the same conditions. The results show that the plasma flow of RAM-CII is more complex than that of OREX, and there are several regions with different Lorentz force directions near the aircraft, which play the role of plasma ejection and adsorption. Under the action of Lorentz force, the side flow of the aircraft will be separated and reattached, and the fluid stagnation zone will be generated. The results show that for different shapes of aircraft, the flow laws caused by magnetic thermal protection technology are different, and the side flow may be greatly affected.

show abstract

“…Unlike the active ones, the passive deorbit systems require neither fuel consumption for their operation (almost do not require on-board energy consumption, except for electromagnetic systems) nor control of the relative motion of the removed spacecraft. Today, the known passive systems for deorbiting space debris from LEO are drag augmentation devices (DADs) [17][18][19], bare electrodynamic tethers (BET) [20,21], electromagnetic tethers (EMT) [22], and space debris deorbit systems with the use of permanent magnets (PMS) [23]. All these systems have a good scientific and theoretical justification and confirmation by space or ground laboratory experiments.…”

mentioning

confidence: 99%

Розробка Конструктивної Схеми Та Вибір Параметрів Аеродинамічної Системи Відведення Космічних Апаратів Розробки Дп Кб «південне» З Орбіти

Алпатов¹,

Lapkhanov²,

Palii³

2022

Sci. innov.

View full text Add to dashboard Cite

Вступ. Для стабілізації середовища космічного сміття відпрацьовані космічні апарати та верхні ступені ракет-носіїв необхідно відводити з орбіти.Проблематика. Проведений аналіз надувних аеродинамічних систем відведення космічних апаратів з орбіти показав, що вони є ефективним засобом відведення космічних апаратів з орбіти на висотах до 800 км, однак мають певні недоліки: ймовірність пошкодження фрагментами космічного сміття через чутливість матеріалу оболонки, а також ймовірність електростатичного пробою.Мета. Розробка конструктивної схеми та вибір параметрів аеродинамічної системи відведення космічних апаратів, розроблених ДП «КБ «Південне», з орбіти.Матеріали й методи. Методи механіки космічного польоту, математичне моделювання задач проєктування.Результати. Розрахунки показали, що час відведення космічного апарату «Січ-2-1» із планованої орбіти складає близько 6,5 років при масі аеродинамічної системи відведення 9 кг, що складає 5% від маси зазначеного космічного апарата. Визначено, що у разі збільшення часу відведення космічного апарата «Січ-2-1» з планованої орбіти після завершення експлуатації до 25 років, масу аеродинамічної системи можна зменшити до 4,5 кг. При масі аеродинамічної системи відведення в 9 кг, межею ефективного застосування зазначеної аеродинамічної системи відведення є висоти від 730 до 750 км на близьких до кругових орбітах різної дислокації і висоти не більше 700 км в перигеї та 842 км в апогеї на малоеліптичних орбітах.Висновки. Виходячи із вимог ДП КБ «Південне» до масових і габаритних параметрів засобу відведення, було розроблено конструктивну схему і проєктний вигляд аеродинамічної системи відведення, що розгортається. Особливістю конструкції є компактність, що забезпечується застосуванням пружинних механізмів і маловитратних мікроелектродвигунів, що розгортають аеродинамічні елементи. Така конструкція займає незначний об’єм на космічному апараті «Січ-2-1»

show abstract

Control of the drag on a spacecraft in the earth’s ionosphere using the spacecraft’s magnetic field

Cited by 12 publications

References 26 publications

Development of the aeromagnetic space debris deorbiting system

Development of the aeromagnetic space debris deorbiting system

Side plasma flow and stagnation of a conical blunt body vehicle under an axial dipole magnetic field

Розробка Конструктивної Схеми Та Вибір Параметрів Аеродинамічної Системи Відведення Космічних Апаратів Розробки Дп Кб «південне» З Орбіти

Contact Info

Product

Resources

About