دانلود ترجمه مقاله سیستم دوریبیت پلاسما مغناطیسی برای نانو ماهواره ها (ساینس دایرکت – الزویر 2015) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

سیستم دوریبیت پلاسما مغناطیسی برای نانو ماهواره ها و میکرو ماهواره ها با استفاده از تداخل گشتاور مغناطیسی با پلاسما فضا در مدار زمین کم

Magnetic plasma deorbit system for nano- and micro-satellites using magnetic torquer interference with space plasma in low Earth orbit

چکیده
1- مقدمه
2- دی اوربیت پلاسمای مغناطیسی
2-1- مفهوم اساسی MPD
2-2- برآورد طول دی اوربیت با استفاده از یک رویکرد تحلیلی
2-3- مصرف نیرو و جرم سیستم MPD
2-4- بحث در خصوص مشکلات فنی مانع از تحقق MPD
3- شبیه سازیهای عددی
4- نتیجه گیری
ضمیمه A- وابستگی مقیاس گشتاور مغناطیسی ایجاد شده با یک MTQ

چکیده

ما یک سیستم دی اوربیت پلاسمای مغناطیسی (MPD) را با استفاده از گشتاورهای مغناطیسی (MTQs) برای القای دی اوربیت نانوماهواره و میکرو ماهواره ارائه می دهیم. در حال حاضر، بقایای فضای مداری از این ماهواره ها ، موضوع نگرانی فزاینده ای برای همه ماهواره ها هستند؛ به هر حال، سیستمهای دی اوربیت در بیشتر این ماهواره ها نصب نشده اند. بطور کل، نانوماهواره ها و میکروماهواره ها دارای محدودیتهای شدیدی در مصرف نیرو، هزینه و جرم هستند؛ بنابراین، نصب اجزای بیشتر که در وظایف اصلی آن مورد استفاده قرار نمی گیرد، کار دشواری است. سیستم MPD ارائه شده در این مطالعه از نیروی کشش ایجاد شده با واکنش بین پلاسمای این-اوربیت در فضا و MTQ برای کنترل وضعیت استفاده می کنند. بدلیل اینکه بیشتر نانوماهواره ها و میکروماهواره ها دارای نصب MTQ برای کنترل وضعیتشان هستند، نیاز به نصب هیچ پیشرانه یا سازه اضافی برای این سیستم دی اوربیت نمی باشد. بنابراین، بسیاری از ماهواره ها می توانند پس از ماموریتشان برای دی-اوربیت ساخته شوند، که انباشتگی بقایا در فضا را کاهش خواهد داد. مطالعه حاضر دارای طول مورد نیاز برای MPD می باشد تا با استفاده از مدل نیروی کشش پلاسما به دی اوربیت برسد.

4- نتیجه گیری

در این مطالعه، ما یک روش MPD را برای دی اوربیت نانوماهواره ها و میکروماهواره ها ارائه دادیم. بیشتر نانوماهواره ها و میکروماهواره ها در یک سیستم دی اوربیت شامل نمی شوند، زیرا معمولا محدودیتهایی در رابطه با جرم، مصرف نیرو و هزینه برای آنها وجود دارد. بنابراین، نصب سیستمهای اضافی مورد استفاده تنها برای دی اوربیت کردن پس از تکمیل ماموریت، عملی نیست. مطالعه کنونی ما استفاده از MTQ را برای دی اوربیت نشان می دهد. MTQ ها تقریبا در همه نانوماهواره ها و میکروماهواره ها برای سیستمهای کنترل موقعیتشان نصب شده اند. در این سیستم ، گشتاور مغناطیسی ایجاد شده با MTQ ها با پلاسمای فضا در مدار واکنش انجام می دهد و یک نیروی کشش برای خارج شدن از مدار (دی اوربیتینگ) را ایجاد می نماید. بر اساس مدل نیروی کشش پلاسما، نیروی کشش پلاسمای ایجاد شده توسط یک MTQ ، در یک جریان پلاسما با تراکم است. بر اساس نتایج شبیه سازی با استفاده از مدل IRI، ما یک شبیه ساز مدار را ایجاد کردیم که شامل مدل پلاسمای این-اوربیت تحت این فرضیه که هیچ میدان مغناطیسی خارجی وجود ندارد، می باشد. از نتایج شبیه سازی، یک ماهواره 10 کیلوگرمی با MTQ می تواند عملیات دی اوربیت خود را در عرض 900 روز از ارتفاع اولیه 600km کامل کند.

Abstract

We propose a magnetic plasma deorbit (MPD) system using magnetic torquers (MTQs) for inducing the deorbit of nano- and micro-satellites. Currently, orbital space debris from these satellites is a matter of increasing concern to all satellites; however, deorbit systems have not been installed in most of these satellites. In general, nano- and micro-satellites have severe constraints on their power consumption, cost, and mass; therefore, it is difficult to install additional components that are not used in their main missions. The MPD system proposed in this study utilizes a drag force caused by the interaction between in-orbit space plasma and MTQs for attitude control. Because most nano- and micro-satellites already have MTQs installed for use in their attitude control, no additional thrusters and structures need to be installed for this deorbit system. Therefore, many satellites can be made to deorbit after their missions, which will reduce the accumulation of space debris. The present study assesses the duration required for the MPD to achieve deorbit using a plasma drag force model.

4- Conclusion

In this study, we proposed an MPD method for nano- and micro-satellite deorbit. Most existing nano- and micro-satellites do not include a deorbit system because they commonly implement strict limitations on mass, power consumption, and cost. Thus, it is not feasible to install additional systems used only for deorbiting after the completion of their missions. Our current study proposes the use of MTQs for deorbit. MTQs are already installed in almost all nano- and microsatellites for their attitude control systems. In this system, the magnetic moment generated by the MTQs interacts with the space plasma in orbit and creates a drag force for deorbiting. According to the model of a plasma drag force, the plasma drag force generated by a 30-A m2 MTQ is 5 100 N in a 1 1011 m3 density plasma flow. Based on the simulation results using the IRI model, we developed an orbit simulator that includes the in-orbit plasma model under the assumption that there is no outer magnetic field. From the simulation results, a 10-kg satellite with a 100-A m2 MTQ can complete its deorbit operation in 900 days from an initial altitude of 600 km.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سیستم دوریبیت پلاسما مغناطیسی برای نانو ماهواره ها و میکرو ماهواره ها با استفاده از تداخل گشتاور مغناطیسی با پلاسما فضا در مدار زمین کم

Magnetic plasma deorbit system for nano- and micro-satellites using magnetic torquer interference with space plasma in low Earth orbit