شبیه سازی دینامیک سنسور مرجع مایکروالکترومکانیکی برای اندازه گیری گشتاور گرادیان جاذبه ای در مدار ارتفاع پایین زمین

در این پژوهش یک سنسور پیشنهاد شده است که از گشتاور گرادیان جاذبه ای زمین به عنوان مرجع برای تعیین وضعیت ماهواره در مدار ارتفاع پایین زمین، استفاده می کند. با استفاده از فناوری سیستم هایمایکروالکترومکانیکی می توان سنسوری با جرم یک کیلوگرم و ابعاد یک دسی متر مکعب طراحی کرد که امکان تعیین وضعیت را فراهم آورد. این سیستم باید قادر باشد گشتاوری به اندازه ۱۰(-۱۵) نیوتن متر را اندازه بگیرد. همچنین این سیستم باید به اندازه ای قوی و دقیق باشد که امکان تست آن روی زمین وجود داشته باشد و لرزش ها و شک های زمان پرتاب را نیز تحمل کند، از طرفی مکانیزم های اندازه گیری هم باید ساده و مقاوم باشند. در این پژوهش نسل اول سنسورهای مرجع گرادیان جاذبه ای معرفی و با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی شده است تا میزان گشتاور گرادیان جاذبه ایدر مدار و همچنین توانایی سنسور در سنجش آن و پاسخ های وضعیتی سنسور، بررسی شوند. معادلات دینامیکی حاکم بر موقعیت مداری ماهواره براساس قوانین نیوتن که معادله دوجرمی بوده با معادلات وضعیت ماهواره، ترکیب شده اند، البته اثر ناهمگونی زمین ( J۲ )، در این معادلات به عنوان ترم اغتشاشی در نظر گرفته شده است. در این معادلات گشتاور گرادیان جاذبه ای که ناشی از گرانش زمین است، برحسب موقعیت ماهواره در مدار بیان می شود و بر وضعیت ماهواره تاثیرگذار است

کلیدواژه ها:

گشتاور گرادیان جاذبه ای ، سنسور مرجع زمین ، تعیین وضعیت ، سیستم مایکروالکترومکانیکی ، همبستگی مدار و وضعیت