Nous la distance 90 km habituellement désigné dessus de la surface de l'atmosphère supérieure haute atmosphère à cette hauteur au-dessus densité atmosphérique avec l'altitude de forte baisse, alors que l'altitude de 200 km, la densité atmosphérique a environ cinq cents millions un minute terrain! Bien qu'il y ait été si maigre densité de l'air, mais un satellite en orbite autour de la Terre à grande vitesse (environ 7,9 km / s), est soumis à la traînée atmosphérique est encore beaucoup. Comme quand on roule sur la route, souvent du mal à cause de la résistance de l'air, comme satellite aussi à cause de l'influence de la traînée atmosphérique lentement senti « fatigué » de la pourriture orbitale et donc se produire. L'art antérieur a été très scientifique force de divers troubles de simuler avec précision autre que le satellite subi traînée atmosphérique, comprenant la terre de perturbation non-sphériques, le rayonnement solaire et les perturbations de pression telles que la perturbation, de sorte que la perturbation générée par la résistance de l'air est devenu satellite étant donné les sources d'erreur maximale ferroviaire et les prévisions. Afin de calculer le satellite par la traînée atmosphérique, nous avons besoin de savoir exactement où la densité atmosphérique à la fin est combien possible. Alors, comment peut-on mesurer la densité de l'atmosphère où elle? Présente ci-dessous incluent plusieurs mesures de courant communes.

Une orbite des satellites se désintègre sous l'effet de traînée atmosphérique

Détecteur de densité atmosphérique

Les méthodes traditionnelles de mesure de la densité de l'atmosphère supérieure de la densité atmosphérique est d'utiliser des détecteurs pour détecter, série d'engins spatiaux Shenzhou et aéronefs sont équipés d'une série de Temple de l'instrument, les principaux travaux de la pression du gaz et la température dans le capteur de détection directe et la combinés formules de base de gaz de dynamique moléculaire ont établi la densité théorique pour obtenir l'atmosphère libre.

Détecteur de densité atmosphérique est constituée des capteurs, des circuits électroniques et des composants structurels. Les capteurs se compose de quatre chambre d'échantillonnage, une source d'ions, la jauge B-A et un capteur de température. Après les molécules de gaz dans l'environnement extérieur dans la chambre de prélèvement, après quoi la collision est ajustée à une température proche de la température de la paroi du gaz à cette atomicité de temps soigneusement mélangé au point mort. jonction PN peut être construit mesurer directement la température du thermomètre dans la cellule d'échantillon, la régulation B-A pression manométrique d'ionisation à l'intérieur de la sonde peut être mesurée. la région de molécules neutres atteint le capteur après l'ajustement, après la formation d'ions positifs ionisé, la pression à l'intérieur du capteur pour obtenir l'intensité des ions positifs du courant de gaz est collecté.

accéléromètre à bord

À bord de l'accéléromètre est une mesure de très haute précision, satellite gravité VAINQUEURS, GRACE, GOCE et d'étudier le champ magnétique de la terre dans le but de satellites de l'ESA SWARM sont équipés d'une telle charge. Pour VAINQUEURS satellite, par exemple, il porte un accéléromètre à trois axes sustentation électrostatique supporté conjointement conçu et fabriqué par le Centre national français d'études spatiales (CNES) et l'Agence de recherche aéronautique et spatiale française (ONERA), donner une sonde spécifique ci-dessous principe.

Une vue schématique de la Fig. 2 CHAMP satellite (satellite accéléromètre placé au centre de gravité)

La figure 3 GRACE-A / B schématique binaire

L'objet de test librement placé dans le récipient, la paroi de la cuve avec des électrodes, le déplacement de l'objet de test peut être commandé par l'action de lévitation électrostatique, en fournissant une commande en boucle fermée à l'intérieur de l'unité de capteur, l'objet de test peut être précisément stationnaire dans le centre de la cuve. Nous énonçons lorsque le satellite est appelé l'état initial sans une force extérieure, dans cet état, l'objet de test barycentre coïncide avec le centre de masse du satellite. Si le satellite que par la gravité, mais non soumis à d'autres forces non conservatives d'impact, le changement d'état initial, lorsque le satellite par un autre nonconservative force perturbation (traînée atmosphérique, le soleil et la lune, les perturbations des marées, pression de lumière), le centre de test de masse au départ du satellite sera présent en raison du centre d'inertie de masse, la distance des parois internes et produire des changements dans le capteur détecte ce changement, ajuste immédiatement la tension, à l'arrière de l'objet « poussé » dans la position centrale, cette augmentation de la « force électrique », etc. il est équivalent à la force extérieure reçue par non-conservateur. Les variations de tension après la conversion, vous pouvez obtenir la taille de l'accélération de la force non-conservateur. Ce tour nonconservative directement liée à la densité de l'atmosphère, et peut donc être calculée correspondant à la densité de l'atmosphère.

accéléromètres satellites 4 montés figure CHAMP

5 schémas accéléromètre embarqué

À bord accéléromètre données ayant une grande précision, les caractéristiques à haute résolution. Comme on peut le voir dans le tableau 1 VAINQUEURS accéléromètre précision de 10-9 m / s2, GRACE précision par satellite est atteint 10-10m / s2, en termes de densité atmosphérique, la précision jusqu'à 10-15 ~ 10-14kg / m3. CHAMP et GRACE en hauteur, densité de l'air de l'ordre d'environ 10-13 ~ 10-11kg / m3. Il est possible de mesurer avec plus de précision la densité de l'atmosphère à l'orbite du satellite par les données de l'accéléromètre.

Tableau 1 accéléromètre Informations générales

A partir du tableau 1, nous pouvons trouver les accéléromètres de courant de précision de haute sont principalement fabriqués en France, malheureusement, notre pays n'a pas la capacité de produire un tel instrument de haute précision pour accélérer. Microgravité précision du système de mesure et le système de navigation inertiel d'accéléromètres d'ingénierie aéronautique utilisés pour le support peuvent également être utilisés dans le système de mesure d'angle de statique de haute précision, l'accélération est aucun aspect technique pour précédent d'inversion atmosphérique. 5 est accéléromètres de qualité industrielle pour les aspects de la navigation inertielle, la résolution de l'ordre d'environ 10-6m / s2.

6 des schémas accéléromètre à bord

Accéléromètre et un appareil similaire au principe de la « équilibreur de résistance », qui remplace le système électrostatique par un système à ressort, la résistance obtenue par le déplacement du ressort, et donc d'obtenir la densité atmosphérique. Cette méthode a été lancée par l'Université de Rome en Italie, monté principalement sur une plate-forme de micro-satellite. La méthode a fonctionné pour établir en mode MSIS90 fournit des données d'équilibrage de résistance.

Piste de récupération de données

Utilisation de la récupération des données en orbite de satellites mesure de la densité atmosphérique est une source importante de la densité atmosphérique beaucoup du modèle semi-empirique connu de l'air de cette manière est calculée comme la densité atmosphérique établie sur la base de données, telles que les séries de modèles Jacchia et ACEI . Le principe de base (Fig. 7) est la suivante: sous l'effet de traînée atmosphérique sur le satellite à dévier de l'orbite, les paramètres de l'orbite en utilisant la relation entre la variation de densité atmosphérique et à inverser la densité atmosphérique.

7 en utilisant le rail d'amortissement atmosphère d'inversion de densité

Au cours de la dernière décennie, il y a eu une méthode utilisant deux lignes de densité d'inversion éléments orbitales par satellite (TLE) de l'atmosphère. Comme son nom l'indique, les données TLE est composé de deux lignes d'éléments orbitaux, y compris le nombre de satellites, le temps et les six paramètres orbitaux (inclinaison orbitale, l'excentricité, le nombre de tours d'un détour de jour, ascension droite, périgée, plat anomalie) et d'autres informations. TLE a commencé à enregistrer des données à partir des années 1950, la fin de Juin 2017, la cible de la série a atteint plus de 42000 total cumulé de plus de 100 millions d'ensembles de données, afin que les données TLE avec une bonne couverture spatiale et le continuum espace-temps, qui fournit une source précieuse de données pour les tendances à long terme de l'inversion de la densité atmosphérique et de la densité atmosphérique.

nombre de tours de détour par jour dans la désintégration orbitale TLE peut fournir des informations. orbite satellite se dégrade progressivement sous l'effet de la traînée atmosphérique, ce qui entraîne l'augmentation du nombre quotidien de By pass tours, en utilisant ce paramètre, en combinaison avec d'autres paramètres de l'orbite et de relations densité de l'atmosphère peut être calculée à partir de la densité de l'atmosphère à l'orbite du satellite.

2016 Temple tours de contournement quotidiennes 8

Étant donné que chaque enregistrement par satellite ne un nombre limité de jours de données TLE, la résolution temporelle est pas sur la TLE, pour résoudre ce problème, une méthode a vu le jour au cours des dernières années, GPS haute précision densité d'inversion de données par satellite de l'atmosphère, la méthode les mêmes principes et TLE, mais la fréquence d'enregistrement des données GPS est élevée, a donc une résolution temporelle très élevée. Un inconvénient de cette méthode est que la qualité des données GPS est très élevé, la précision GPS besoin centimètre, et le courant nécessaire pour obtenir ces données par satellite est très faible, de sorte que l'inversion de la densité atmosphérique peut être très limitée.

Ce sont des méthodes communes pour mesurer la densité de courant de l'atmosphère, la densité atmosphérique résultant peut être utilisé pour créer un nouveau modèle de densité, mais aussi pour corriger le modèle existant. Dans les applications pratiques, la détermination de l'orbite et la prévision est un modèle essentiellement atmosphérique pour simuler l'influence de la densité atmosphérique, les modèles existants erreur courante de 15% ou plus, et donc une mesure plus précise de la façon dont la densité atmosphérique et des tâches ardues encore longue route.