FO-29 周波数変動と衛星温度の推定 #42009年07月04日 10時33分

FO-29 は、熱制御を受けている。太陽電池セル(ヒ化ガリウム) カバーグラスと
太陽電池面でない箇所に貼られているコーティングは 許容熱制御に関わる業者
によって調整された[6]。さらに FO-29 の姿勢は、"ホイールモード" と呼ばれ
る回転によって維持されている。 これは、衛星の回転軸が軌道面に対し普通の
状態であり、滑らかな温度変動になるように設計されている。 観測したループ
バックと 衛星平均温度の絶対ビーコン周波数を結びつけるために、標準熱平衡
方程式に関するモデルを必要とした。 ARRLアマチュア衛星ハンドブック (ARRL
Radio Amateur's Satellite Handbook)に衛星システムの章があり、そこでエネ
ルギー入出力と均衡方程式による軌道衛星平均温度推定の基礎 について論じて
いる[7]。次の換算式 1 は、衛星に影響を与える直接的太陽輻射(Pds)を与えて
いて、それは近日点と遠日点の間の地球-太陽の距離の変動を調整(3.4%変動)
する式である。

Po は直接的太陽輻射定数(1366 watts/m^2) [8],[9]で、R は地球太陽間の天文
単位 AU (astronomical units) である。

熱方程式については、FO-29 が太陽光に直接当たっている面の部分と同様に 総
表面積も必要である。この衛星 FO-29 は相対的な26面の多面体なので、簡単の
ために単純なほとんど球体とみなしてその面積を概算した。球の直径は 0.455m
とし、通常の方法でその球の表面積を 0.6504m^2 と計算した。太陽の直接光で
照らされている領域は、単純に総表面積の 1/2、つまり 0.325m^2 である。

衛星の熱行動に適用できるもう一つの構成要素は、太陽の反射熱と 地球の輻射
エネルギーによる Earth albedo (Ae) である。次の換算式は熱のこの構成要素
を示している。

ealb は Earth albedo の平均(0.3) で、scf は衛星の高度と外形の補正(shape
correction)、あるいは外形の要因(shape factor)、外形モジュール補正(shape
module correction) (0.19) と呼ばれている[10],[11]。FO-29 は近地点 806km
遠地点 1338km、平均して 1072km の正しい離心軌道である。FO-29(1072km) の
平均高度で熱変動に与える総 Earth albedo は、直接太陽熱のおよそ 2.8% で
ある。標準の衛星熱方程式に関係する全ての要因は、次の式で与えられる。

T は平均衛星温度のモデル、A は直接太陽光によって照らされる FO-29 の領域
(0.325m^2)、αは衛星の平均表面吸収率、βは日照時の軌道の分数 (fraction
of orbit in sunlight)、<A> は効果的な捕捉領域 (effective capture area)、
つまり、FO-29 の総表面積 0.6504m^2、σはステファン・ボルツマン (Stefan
Boltzmann)定数 5.67*10^(-8) [joules/(Kelvin^4)(m^2)s]、そして e は 平均
表面放射率である。                        (続く)

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