Cambios en los parámetros orbitales debido al arrastre

Además de STK, ¿hay algún paquete de software comercial disponible para modelar cambios en los parámetros orbitales debido a aumentos/disminuciones en la resistencia del satélite? Estoy tratando de averiguar si la resistencia aerodinámica se puede usar en LEO para maniobras orbitales.

¿Está interesado solo en software comercial? ¿El código abierto no cuenta?
Si logra utilizar la resistencia aerodinámica para maniobras orbitales en una órbita muy baja, tendrá que pagarlo con un decaimiento orbital muy rápido en algunas semanas o meses. Una órbita más alta con una vida útil más larga tiene mucho menos arrastre, puede ser muy poco arrastre para maniobrar.
solo para tu información sobre las fuerzas aerodinámicas en una nave espacial en LEO, el componente a lo largo de la dirección de viaje se llama "arrastre" y los componentes perpendiculares a él se llaman "ascenso". Hay mucho más aquí sobre ascensores y vuelos espaciales: space.stackexchange.com/search?q=user%3A12102+aerodynamic+lift

Respuestas (3)

Uno de los problemas con los modelos de arrastre es que la mayoría no son muy precisos. Los pocos que son precisos generalmente están escritos en FORTRAN, y muchas herramientas simplemente interactúan con el código FORTRAN en lugar de volver a escribir y validar el algoritmo.

Los modelos drag típicos de alta fidelidad son los modelos Jacchia Roberts y el modelo NRLMSISE00 más reciente. El primero solo está disponible en FORTRAN, que yo sepa. Sin embargo, hay un modelo NRLMSISE00 validado en Julia: https://github.com/sisl/SatelliteDynamics.jl . La documentación está disponible aquí: https://sisl.github.io/SatelliteDynamics.jl/latest/modules/earth_environment/nrlmsise00/#NRLMSISE00-1 .

Agrego esto aquí solo para completar: la herramienta de análisis de misión general ( GMAT ) también puede modelar el arrastre del spacecrat. GMAT no pertenece al software comercial, pero está disponible .
GMAT tiene dos modelos atmosféricos en su distribución de existencias: Jacchia Roberts, que se puede utilizar para altitudes de más de 100 km únicamente, y MSISE90 (para cualquier altitud).

Copernicus probablemente también haga cosas similares, pero parece estar disponible solo para contratistas de la NASA.

También tengamos en cuenta que GMAT se usa en operaciones de naves espaciales, por lo que se considera software validado. En cuanto a Copernicus, no creo que admita modelos de arrastre: su propósito principal es el diseño de trayectorias Tierra-Luna si no recuerdo mal.

El principal competidor comercial de STK es FreeFlyer. De hecho, están teniendo una conferencia de usuarios en este momento, a la que puede unirse en https://ai-solutions.com/ffuc2020/

Otra herramienta gratuita a considerar es Orekit, de https://www.orekit.org/

El modelado de arrastre se ve seriamente obstaculizado por la falta de información sobre la actitud. La "alta fidelidad" solo se aplica al modelado de la densidad atmosférica. La forma del satélite se ignora en todas las implementaciones que conozco. El objeto se trata universalmente como una esfera (el "modelo de bala de cañón"). Cuanto más lejos de ser esférico esté un cuerpo con sensación de arrastre, menos bien podrá funcionar cualquier modelo atmosférico, sin importar cuán bueno sea. He usado modelos satelitales detallados (cuán grandes son los paneles solares, en qué dirección apuntan, de qué color están pintadas las diferentes partes de la superficie, etc.) para calcular la presión de la radiación solar, pero no he visto nada así para arrastrar. . Si hay una manera de hacerlo, ¡me gustaría usarla!