---

OCT 134-1022-99

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Простанство околоземное космическое.

Модель пространственно-временного распределения
плотности потоков техногенного вещества

Всего страниц 35

Российское космическое агентство4 ;S

if

} . ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАН Центром программных исследований при участии ФГУП ЦНИИ машиностроения

J 2. УТВЕРЖДЕН ЦКБС ФГУП ЦНИИ машиностроения

■ 3. ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ информационным указателем от­

раслевых НДС, утвержденных в 1 кв. 1999 г.

j 4. РАЗРАБОТАН ВПЕРВЫЕ на основе компьютерной моде-

■ ' ■ ли д.т.н. профессора АИ.Назаренко (Центр программных иссле­

дований РКА)

і 5. ЗАРЕГИСТРИРОВАН в ЦКБС ФГУП ЦНИИ машино­

строения 1999 г. за №

'6 Я ’hO -

СОДЕРЖАНИЕ

1. Область применения 1

2. Определения ' 1

3. Обозначения и сокращения 2

4. Общие положения 3

5. Определение пространственно-временного распределения концентрации и потока техногенного вещества 4

6. Определение пространственного распределения абсолютных и относительных скоростей космических объектов ...... 15

7. Определение осредненных значений текущего потока техногенного вещества относительно типовых орбит космических аппаратов .22

8. Прогнозирование потока техногенного вещества ....... 22

Аналитическая интерполяция характеристик засоренности и ее машинная реализация 24ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ РКА

ПРОСТРАНСТВО ОКОЛОЗЕМНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ.
Модель пространственно-временного распределения
плотности потоков техногенного вещества

Дата введения 1999-07-01

1. Область применения

Стандарт устанавливает модель, характеризующую пространствен по­временное распределение плотности потоков техногенного вещества размером более 0,1 см на удалении от поверхности Земли от 200 - 400 км до 2000 км.

2. Определения

В настоящем стандарте применяются следующие термины:

2. 1. Околоземное космическое постранство (ОКП) - область про­странства ш высотах от 200 до 2000 км от поверхности Земли.

   2. Космический объект (КО) - тело искусственного происхождения, находящееся в околоземном космическом пространстве.

   3. Каталогизированный космический объект - космический объект размером, как правило, более 10 - 30 см, включенный в каталоги сопро­вождаемых объектов, ведущиеся системами контроля космического про­странства.или другими службами и организациями.

   4. Некаталогизированный космический объект ~ космический объ­ект размером, как правило, менее 10-30 см, образовавшийся в процес­се или после прекращения функционирования орбитальных средств в околоземном космическом пространстве и не включенный в каталоги сопровождаемых объектов.

   5. Техногенное вещество - совокупность каталогизированных и не- каталогизированных космических объектов техногенного происхожде­ния, находящихся в околоземном космическом пространстве.

   6. 1Концентрация техногенного вещества - среднее число КО в еди­нице объема (в окрестности фиксированной точки) околоземного кос­мического пространства.

   7. Поток техногенного вещества - среднее число КО, проходящих за единицу времени через заданную поверхность (в окрестности некото­рой точки ОКЛ или конструкции космического аппарата, движущегося по заданной орбите).

   8. Плотность потока техногенного вещества - поток через некото­рое единичное сечение.

   9. Статистические характеристики скорости техногенного вещест­ва - функции распределения или числовые характеристики величины радиальной и тангенциальной составляющих его скорости, а также воз­можных направлений тангенциальной составляющей скорости в около­земном космическом пространстве.

   10. Относительная скорость сближающихся космических объектов - векторная разность скоростей соответственно заданного'и некоторого произвольного КО в момент их максимального сближения.

   11. Средняя скорость возможных столкновений - среднее значение относительной скорости сближающихся космических объектов, усред ­ненной по всем направлениям возможных сближений, с учетом вероят­ности каждого из этих направлений в различных точках траектории.

   12. Коэффициент технической политики - показатель интенсив­ности образования техногенного вещества на интервале прогноза, опре­деляемый отношением числа вновь образующихся космических объек­тов на интервале прогноза (после 1996 г.) к среднему числу образую­щихся КО на предшествующем интервале.

3. Обозначения и сокращения

КА - космический аппарат.

КО - космический объект.

ККО - каталогизированный КО.

НКО - некаталогизированный КО.

ОКП - околоземное космическое пространство.

h - высота точки.

Ф - широта точки.

j - номер диапазона размеров техногенного вещества.

ф - левая граница размеров техногенного вещества, соответствующая j-му диапазону его размеров.

■ p(h,<p)j - значение концентрации техногенного вещества для j-го ди­апазона размеров в зависимости от высоты и широты точки.

p(h,<p)j_H - нормированное значение концентрации техногенного ве­щества для j-ro диапазона размеров в зависимости от высоты и широты точки.

і - наклонение плоскости орбиты.

\ - тангенциальная составляющая скорости КО (направлена в плос­кости орбиты перпендикулярно радиусу-вектору).

V_r - радиальная составляющая скорости КО.

p(V_t) и p(V_f) - статистические плотности распределений соответст­венно тангенциальной и радиальной составляющих скорости КО.

А - отсчитываемый в горизонтальной плоскости (по часовой стрел­ке) угол между заданным направлением и меридиональной плоскостью (азимут).

V_0TH - относительная скорость сближающихся КО.

р(А) - статистическая плотность распределения направления танген­циальной составляющей скорости КО.

ДА - угол между тангенциальной составляющей скорости КО и от­носительной скоростью сближающихся КО, отсчитываемый в горизон­тальной плоскости по часовой стрелке.

р(ДА) - статистическая плотность распределения направления тан­генциальной составляющей относительной скорости.

Р - поток техногенного вещества.

Q - среднее значение плотности потока техногенного вещества.

N(t_ht₂) - среднее число возможных столкновений некоторого задан­ного КА с техногенным веществом на интервале времени от tj до

S - характерная площадь поперечного сечения КА.

F(t) - функция, учитывающая влияние изменения потока техноген­ного вещества на интервале прогноза от начального момента времени t₀ до момента времени t.

К - коэффициент технической политики.

2. Общие положения

   1. Стандарт разработан с помощью компьютерной модели техно­генного засорения ОКП.

В стандарте рассмотрены частицы техногенного вещества разме­ром более 0,1 см в области высот от 200 - 400 до 2000 км и приведены осредненные значения характеристик потоков техногенного вещества, не учитывающие относительно короткие вариации, возникающие непо­средственно после разрушения КА на интервале времени порядка 1 ме­сяца.Стандарт позволяет осуществлять прогноз потоков техногенного ве­щества на любой момент времени в интервале от Д997 г. до 2020 г.

2. 2. Данные представлены в виде таблиц и графиков. При этом диск­ретность аргументов выбрана таким образом, чтобы обеспечивалась воз­можность интерполяции данных без ущерба для точности.

   3. Стандарт предназначен для следующих целей.

      1. Определение условий полетай функционирования КА.

      2. Разработка мероприятий по обеспечению экологической безо­пасности при создании и эксплуатации орбитальных средств.

      3. Обоснование и оценка эффективности мероприятий, направ­ленных на ослабление антропогенного воздействия на космическую среду.

      4. Обоснование технических требований к наземной и бортовой аппаратуре, предназначенной для измерения характеристик техногенно­го вещества в космическом пространстве.

3. Определение пространственно-временного распределения концентрации и потока техногенного вещества

   1. Концентрация техногенного вещества

      1. Пространственное распределение концентрации техногенного вещества определяют в виде функции p(h,<p)j для различных диапазонов j его размеров в зависимости от высоты и широты точки в околоземном космическом пространстве. Диапазоны размеров техногенного вещест­ва, принятые в настоящем стандарте, приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1 - Диапазоны размеров техногенного вещества

Значения функции p(h,q>)j, характеризующие количество техно­генного вещества в единице объема (км-¹), вычисляют по формуле

p

- ОЦ. St?.

Н-

<0

(h,$)j = p(h,cp)j_H * Pj max > (О

где pj _max - максимальное значение концентрации техногенного ве­щества для j-ro диапазона его размеров;

p(h,cp)jH - соответствующее нормированное значение концентрации

техногенного вещества.

Таблица 5.2 - Максимальные значения концентрации КО

к. ' к

Jd ^Ц Z > ^КМ/С- <³)

у R_e+ h

Здесь щ=398600 км³/с² - произведение гравитационной постоянной на массу Земли; R_e~ экваториальный радиус Земли, км.