On the possibility of determining the parameters of the ionosphere when removing a nanosatellite from orbit using an uninsulated conductive tether


Citar

Texto integral

Resumo

Currently, one of the ways to quickly remove spent nanosatellites from orbit is the use of non-insulated conductive tether, during the movement of which an electrodynamic braking force arises in the Earth's magnetic field, transferring the nanosatellite to the trajectory of descent into the atmosphere. In this paper, the possibility of determining the concentration of electrons in the Earth's ionosphere from the resulting current distribution in an uninsulated tether during the deceleration of a nanosatellite is analyzed. It is shown that the concentration of electrons directly affects the position of the zero potential point on the cable and, therefore, this fact can be used to solve the problem. An algorithm for determining the electron concentration by the position of the zero potential point was developed. Numerical simulation of the process of determining the electron concentration during the deceleration of a nanosatellite is carried out, taking into account the unavoidable measurement errors.

Sobre autores

T. Bystranova

Samara National Research University

Autor responsável pela correspondência
Email: tsskd@mail.ru
ORCID ID: 0009-0002-5241-3790

Postgraduate Student of the Department of Software Systems

Rússia

Yu. Zabolotnov

Samara National Research University

Email: yumz@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0002-0409-3107

Doctor of Science (Engineering), Professor, Professor of the Department of Software Systems

Rússia

Bibliografia

  1. Zhong R., Zhu Z.H. Dynamics of nanosatellite deorbit by bare electrodynamic tether in low earth orbit. Journal of Spacecraft and Rockets. 2013. V. 50, Iss. 3. P. 691-700. doi: 10.2514/1.a32336
  2. Ohkawa Y., Kawamoto S., Okumura T., Iki K., Okamoto H., Inoue K., Uchiyama T., Tsujita D. Review of KITE – Electrodynamic tether experiment on the H-II transfer vehicle. Acta Astronautica. 2020. V. 177. P. 750-758. doi: 10.1016/j.actaastro.2020.03.014
  3. Beletskiy V.V., Levin E.M. Dinamika kosmicheskikh trosovykh sistem [Dynamics of space tether systems]. Moscow: Nauka Publ., 1990. 329 p.
  4. Levin E.M. Dynamic analysis of Space Tether missions. San Diego, CA: American Astronautical Society, 2007. 453 p.
  5. Sánchez-Arriaga G., Bombardelli C., Chen X. Impact of nonideal effects on bare electrodynamic tether performance. Journal of Propulsion and Power. 2015. V. 31, Iss. 3. P. 951-955. doi: 10.2514/1.b35393
  6. Xie K., Liang F., Xia Q., Wang N., Zhang Z., Yuan H., Liu X., Wu Z. Power generation on a bare electrodynamic tether during debris mitigation in space. International Journal of Aerospace Engineering. 2021. V. 2021. doi: 10.1155/2021/8834196
  7. Gangqiang L., Zhu Z. Parameter influence on electron collection efficiency of a bare electrodynamic tether. Science China Information Sciences. 2018. V. 61. doi: 10.1007/s11432-017-9219-1
  8. Voevodin P.S., Zabolotnov Yu.M. Modeling of the braking process of a nanosatellite using an electrodynamic cable system. Proceedings of the XXI International Conference «Complex Systems: Control and Modeling Problems» (September, 3-6, 2019, Samara, Russia). V. 2. Samara: Ofort Publ., 2019. P. 232-237. (In Russ.)
  9. Estes R.D., Lorenzini E.C., Sanmartin J., Peláez J., Martínez-Sánchez M., Johnson C.L., Vas I.E. Bare tethers for electrodynamic spacecraft propulsion. Journal of Spacecraft and Rockets. 2000. V. 37, Iss. 2. P. 205-211. doi: 10.2514/2.3567
  10. Sanmartin J.R., Martinez-Sanchez M., Ahedo E. Bare wire anodes for electrodynamic tethers. Journal of Propulsion and Power. 1993. V. 9, Iss. 3. P. 353-360. doi: 10.2514/3.23629
  11. Bilitza D., Altadill V., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions. Space Weather. 2017. V. 15, Iss. 2. P. 418-429. doi: 10.1002/2016sw001593
  12. Okhotsimskiy D.E., Sikharulidze Yu.G. Osnovy mekhaniki kosmicheskogo poleta [Fundamentals of space flight mechanics]. Moscow: Nauka Publ., 1990. 448 p.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © VESTNIK of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering, 2025

Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição–Compartilhalgual 4.0 Internacional.

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».