ИСТИНА

В докладе рассматривается задача математического моделирования выработки электроэнергии солнечными батареями (СБ) космического аппарата (КА), совершающего полет по околоземной орбите. Современные КА могут обладать внешней поверхностью с большой площадью и сложной формой, например, Международная космическая станция. При освещении подобной поверхности Солнцем часть поверхности может самозатеняться, при этом тень может отбрасываться и на СБ, что ведет к уменьшению выработки электроэнергии, поэтому для точного определения параметров работы солнечных батарей требуется точный расчет затенения СБ КА с течением времени. Расчеты требуются как для вычисления проектных (средних) показателей выработки, так и для точного прогноза выработки электроэнергии на заданном временном отрезке с целью планирования полетных операций и проведения экспериментов на борту КА. Следует отметить, что форма внешней поверхности КА может меняться из-за поворотов подвижных элементов (например, СБ, отслеживающих Солнце). Для определения тока, вырабатываемого СБ, проводится математическое моделирование работы каждого фотоэлектрического преобразователя с учетом возможного затенения и угла падения солнечных лучей на плоскость СБ. Учитывается электрическая схема СБ, орбитальное и вращательное движение КА. Для точного определения освещенности СБ используется метод трассировки лучей [1,2], поверхность задается в виде геометрической модели, состоящей из примитивов: конической поверхности, куба, плоских четырехугольников и треугольников. Предложенный метод был реализован в виде программного комплекса . Испытания программного комплекса показали, что для СБ Служебного модуля МКС ошибка прогноза выработки электроэнергии СБ не превосходит 10% [7]. Рис 1. Сравнение моментального тока СБ СМ про угле Солнца ±30º Литература 1. С. Б. Медведев, В. В. Сазонов, Х. У. Сайгираев, Моделирование зон неустойчивой работы радиотехнической измерительной системы с активным ответом во время сближения и стыковки космических кораблей с Международной космической станцией, Матем. моделирование, 24:2 (2012), 151–160 2. Сазонов В.В. Алгоритм определения освещенности солнечных батарей российского сегмента международной космической станции, Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2014. Т. 3. № 2 (20). С. 63-68. 3. Ахмедов М.Р., Бидеев А.Г., Макарова Е.Ю., Сазонов В.В., Хамиц И.И. Сравнительный анализ расчетной и экспериментальной производительности солнечных батарей орбитального космического аппарата на примере служебного модуля Российского сегмента МКС, Космическая техника и технологии, №3(22), 2018, с. 96-107.