Frozen Orbits Construction for a Lunar Solar Sail

Elamira Hend Khattab; Mohamed Radwan; Walid Ali Rahoma

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자료유형: 학술저널

저자정보: Elamira Hend Khattab Mohamed Radwan Walid Ali Rahoma

저널정보: 한국우주과학회 Journal of Astronomy and Space Sciences Journal of Astronomy and Space Sciences 제37권 제1호

발행연도: 2020.1

수록면: 1 - 8 (8page)

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Frozen orbit is an attractive option for orbital design owing to its characteristics (its argument of pericenter and eccentricity are kept constant on an average). Solar sails are attractive solutions for massive and expensive missions. However, the solar radiation pressure effect represents an additional force on the solar sail that may greatly affect its orbital behavior in the long run. Thus, this force must be included as a perturbation force in the dynamical model for more accuracy. This study shows the calculations of initial conditions for a lunar solar sail frozen orbit. The disturbing function of the problem was developed to include the lunar gravitational field that is characterized by uneven mass distribution, third body perturbation, and the effect of solar radiation. An averaging technique was used to reduce the dynamical problem to a long period system. Lagrange planetary equations were utilized to formulate the rate of change of the argument of pericenter and eccentricity. Using the reduced system, frozen orbits for the Moon sail orbiter were constructed. The resulting frozen orbits are shown by two 3Dsurface (semimajor, eccentricity, inclination) figures. To simplify the analysis, we showed inclination–eccentricity contours for different values of semi-major axis, argument of pericenter, and values of sail lightness number.

참고문헌 (39)

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F.A. Abd El-Salam / 2006 / Invariant relative orbits for satellite constellations: A second order theory / Applied Mathematics and Computation 181(1):6~20

Abd El-Salam FA / 2013 / Some new locally optimal control laws for sailcraft dynamics in heliocentric orbits / J. Appl. Math 2013:353056

M. Aorpimai / 2003 / Analysis of Frozen Conditions and Optimal Frozen Orbit Insertion / Journal of Guidance, Control, and Dynamics 26(5):786~793

Brouwer D / 1961 / Methods of Celestial Mechanics / Academic Press

J.P.S. Carvalho / 2012 / Low-altitude, near-polar and near-circular orbits around Europa / Advances in Space Research 49(5):994~1006

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이 논문의 저자 정보

Elamira Hend Khattab

소속기관 Department of Astronomy and Space Science Faculty of Science Cairo University

주요연구분야 자연과학 > 천문학

논문수 2 이용수 22

Mohamed Radwan

소속기관 한국우주과학회

주요연구분야 자연과학 > 천문학

논문수 1 이용수 22

Walid Ali Rahoma

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