Сила светового давления

Сила светового давления п природных явлениях не всегда пренебрежимо мала по сравнению с другими силами. В недрах звезд потоки светового излучения настолько велики, что сила светового давления становится сравнимой с силой гравитационного [c.303]

Легко показать, что при отражении электромагнитной волны от металлической поверхности должна возникать сила светового давления, совпадающая по направлению с вектором плотности потока электромагнитной энергии S (рис. 2.24). Для количественного описания этого эффекта нужно воспользоваться формулами Френеля с подстановкой в них комплексных значений диэлектрической проницаемости, характеризующих отражение от металла электромагнитной волны. Такие довольно громоздкие вычисления могут явиться полезным упражнением для закрепления понятий, введенных в 2.5. Ниже мы получим выражение для светового давления в самом общем случае. Этот простой вывод будет базироваться на элементарных представлениях электронной теории. [c.108]

Уравнения движения. Небесная механика изучает движение небесных объектов, естественных и искусственных, под действием сил гравитационного взаимодействия тел, сил сопротивлений, вызываемых наличием пылевых, газовых и других сред, сил светового давления и т. п. Важнейшей для приложений задачей небесной механики является задача двух тел, а точнее — задача двух материальных точек. [c.234]

Эта задача является основной в проблеме движения планет Солнечной системы и искусственных спутников Земли, Луны и планет, так как в большинстве случаев силы взаимного притяжения планет, силы притяжения спутника Земли планетами, силы сопротивления космической среды, силы светового давления и т. п. малы по сравнению с силами гравитационного притяжения планеты и Солнца или спутника и Земли. [c.234]

Движение ракеты вне поля сил. Пусть точка Р переменного состава движется в безвоздушном пространстве вне поля сил. Движение точки моделирует, например, движение ракеты в космическом пространстве, если ракету принять за точку и пренебречь силами сопротивления космической среды, гравитационным притяжением, силами светового давления и т. п. Тогда ii = О и из равенства (4) получаем векторное уравнение движения ракеты [c.259]

Результаты исследований [3] диссипативных моментов аэродинамических Ма, геомагнитных Ме гравитационных и сил светового давления М, (рис. 1.7) дают основание к проведению их качественной оценки. На высотах fe=200—400 км превалируют [c.11]

В этой связи большой научный и практический интерес представляет разработка пассивных и комбинированных систем ориентации и стабилизации, основанных на использовании вращения, сил гравитационного и магнитного полей, аэродинамических сил и сил светового давления. Сис- [c.4]

Момент, возникающий от давления солнечных лучей, может быть использован для управления движением относительно центра масс КА. Чтобы получить заметную величину момента от сил светового давления, необходимо применить специальные солнечные стабилизаторы (см. разд. 2.5). [c.19]

Момент сил светового давления солнечных лучей, действующий на идеально отражающее тело произвольной формы, определяется выражением [19] [c.44]

Использование для демпфирования естественного теплового изгиба штанг стабилизатора от неравномерного нагрева солнечными лучами [38J. За счет неравномерного теплового расширения с некоторой тепловой инерцией штанга поворачивает отражатели таким образом, что силы светового давления солнечных лучей создают демпфирующий момент. Исследованию динамики системы солнечной стабилизации с учетом теплового изгиба стабилизатора посвящен разд. 5.1. [c.48]

При достаточно общих предположениях можно считать, что проекции на связанные оси момента от сил светового Давления солнечных лучей, действующего на жестко закрепленный стабилизатор, линейно зависят от проекций (5.46),т.е. [c.136]

Из выражения (5.59) видно, что быстродействие системы солнечной стабилизации вращающегося КА уменьшается с увеличением угловой скорости. Известно, что быстродействие демпфера нутационных колебаний КА, стабилизированного вращением, увеличивается с увеличением угловой скорости. Таким образом, КА, стабилизированный за счет сил светового давления солнечных лучей, следует вращать с меньшей угловой скоростью, чем КА, стабилизированный только вращением [38]. [c.140]

При идеальной ориентации вращающегося КА на Солнце момент сил светового давления по оси 0Z является постоянной величиной. Под действием этого момента угловая скорость КА будет монотонно изменяться, что нежелательно для некоторых КА. Для пассивной стабилизации угловой скорости КА СО2 может быть применена система, использующая центробежные силы для управления радиационным пропеллером [75], или система, использующая ошибку слежения оси вращения КА за направлением на Солнце при движении КА по солнечной орбите [87]. Рассмотрим динамику этих систем. [c.140]

В практически важном случае, когда пространственным изменением средней амплитуды поля на радиусе частицы можно пренебречь, выражение для силы светового давления принимает следующий простой вид [77] [c.40]

Моделирование показало, что при указанных значениях параметров, характеризующих степень асимметрии масс, и в предположении, что внешние моменты отсутствуют, качество движения спутника будет удовлетворять требованиям об определенном ограничении углов у и А0 . Однако если учесть момент сил притяжения, аэродинамический момент и момент сил светового давления, то моделирование приведет к оценкам переменных у и А0 и ухода оси собственного вращения, более близким к действительности. Кроме того, асимметрия распределения масс заметно ухудшает качество системы демпфирования. [c.76]

По закручиванию нити можно было судить о действующей на лепестки силе. Однако из-за радиометрического эффекта ему не удалось измерить световое давление. Это впервые удалось сделать П. Н. Лебедеву (1866—1912) в 1900 г. Радиометрические силы были им уменьшены в результате создания глубокого вак) а в сосуде, в котором находились крутильные весы. Благодаря этому сила светового давления стала играть доминирующую роль в закручивании нити крутильных весов и была измерена. [c.29]

В классической небесной механике теория движения небесных тел около центра масс развивалась применительно к конкретным телам (Луна, Земля) [94], что позволило сделать ряд упрощений, отсутствующих в общем случае при этом рассматривалось в основном влияние гравитационных моментов. Сложность задачи о вращательном движении искусственных космических объектов обусловливается произвольностью формы и распределения масс объекта, произвольностью начальных данных, многочисленностью факторов, влияющих на движение. Кроме гравитационных моментов следует учитывать еще аэродинамические и электромагнитные моменты, диссипативные эффекты, связанные с трением оболочки спутника об атмосферу и взаимодействием металлической оболочки с магнитным полем Земли влияние эволюции орбиты спутника, влияние моментов сил светового давления на космический объект, движущийся по межпланетной орбите, и т. д. Отметим также, [c.10]

В предлагаемой работе, содержащей одиннадцать глав и два приложения, изучаются эффекты вращательного движения искусственных космических объектов и рассмотрены некоторые смежные задачи. Глава 1 посвящена в основном анализу моментов сил, действующих на спутник. Рассмотрены гравитационные моменты как в центральном ньютоновском поле сил, так и, согласно 63], при отклонении поля от центрального. Моменты аэродинамических сил давления и трения выводятся при определенных упрощающих предположениях упрощения введены и при рассмотрении моментов от взаимодействия магнитного поля спутника с магнитным полем Земли предлагаются аппроксимирующие выражения для диссипативных моментов сил, вызываемых вихревыми токами в металлической оболочке спутника. Следуя [41], рассматриваются и аппроксимируются моменты сил светового давления. [c.11]

Анализ влияния моментов сил светового давления на спутник Солнца показывает, что эти моменты оказывают определенное стабилизирующее воздействие на закрученный спутник вектор кинетического момента отслеживает в орбитальной системе координат некоторое направление, тем более близкое к радиусу-вектору, чем больше величина момента сил светового давления. В орбитальной системе вектор кинетического момента описывает замкнутую коническую поверхность. В этой же главе дается анализ совместного влияния основных возмущающих факторов основной части аэродинамических и магнитных возмущений, гравитационных возмущений, эволюции орбиты. [c.15]

МОМЕНТЫ сил СВЕТОВОГО ДАВЛЕНИЯ И ИХ АППРОКСИМАЦИИ [c.52]

При движении искусственного космического тела по орбите вокруг Земли и особенно вокруг Солнца на это движение может существенно влиять сила светового давления солнечного излучения. Моменты силы светового давления могут существенно влиять на движение спутника относительно центра масс. [c.52]

Рис. 5. к вычислению моментов сил светового давления. [c.52]

МОМЕНТЫ СИЛ СВЕТОВОГО ДАВЛЕНИЯ [c.53]

Пусть 51 — освещенная часть поверхности тела, то есть та часть, где выполнено неравенство т л>0. Тогда результирующая сила светового давления, действующая на тело, будет [c.53]

Результирующий момент сил светового давления будет [c.53]

Формулы для симметричного спутника. Для осесимметричной поверхности тела момент сил светового давления будет зависеть, очевидно, только от положения оси симметрии спутника в пространстве, так как поворот вокруг оси симметрии ничего не меняет. Тем не менее точное вычисление моментов сил светового давления сопряжено с такими же трудностями, как и вычисление моментов аэродинамических сил. При этом нельзя отдать предпочтения какому-либо одному характеру отражения квантов света от поверхности тела, так как этот характер определяется свойствами поверхности тела. Поэтому для исследования движения удобно взять разумные аппроксимирующие формулы, подобные аппроксимирующим формулам момента аэродинамических сил. Из (1.5.4) для тел вращения можно получить [13, 42] [c.54]

Проведем оценку величин моментов различных сил, действующих на спутник [96]. Будем оценивать максимальные значения моментов гравитационных Mg, аэродинамических Ма, магнитных Мя, сил светового давления Мс для спутника Земли, имеющего следующие характеристики коэффициент аэродинамического момента [c.55]

Рис. 7. Моменты сил светового давления Мс и гравитационных действующих на спутник

Для спутника Солнца картина относительного влияния моментов будет несколько иной. По-видимому, моменты магнитных сил пренебрежимо малы, малы также и моменты гравитационных сил. Будут преобладать моменты сил светового давления, что хорошо видно на рис. 7, где сравниваются гравитационные и световые моменты для космического аппарата, движущегося по орбите вокруг Солнца. В рассматриваемом случае моменты сил светового давления на несколько порядков больше гравитационных. Даже для космических аппаратов, имеющих инерционные характеристики на 2%-3 порядка больше рассмотренных, сохраняется преобладающее влияние моментов сил светового давления. [c.57]

О возможности СТАБИЛИЗАЦИИ СПУТНИКА ОТНОСИТЕЛЬНО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ И СТАБИЛИЗАЦИИ НА СОЛНЦЕ МОМЕНТАМИ СИЛ СВЕТОВОГО ДАВЛЕНИЯ [c.141]

Таким образом, мы установили, что площадка, полностью отражающая падающее на нее излуче-нир, должна испытывать вдвое большее световое давление, чем площадка, полностью поглощающая свет. Следовательно, имеет смысл постановка опыта, заключающегося в освещении видимым светом вертущки с двумя крылышками, одно из которых посеребрено, а на другое нанесен слой сажи. Сила светового давления, действующая на блестящее крылышко, почти в два раза больше, чем на зачерненное, но, как уже указывалось, выявить этот эффект, маскируемый значительно большими радиометрическими силами, отнюдь не просто. [c.110]

Силы светового давления F , аналогичные силам термофореза.. [c.115]

Стабилизация I A световым давлением солнечных луней во многом схожа с аэродинамической стабилизацией, так как здесь тоже имеет место аналогичная зависимость управляющих моментов от величины эффективной поверхности стабилизатора и взаимного расположения центра масс и центра давления аппарата. По рравнению с влиянием аэродинамических, магнитных и гравитационных сил влияние светового давления на небольших высотах совершенно ничтожно. Однако с ростом высоты орбиты КА все упомянутые моменты резко уменьшаются по величине, а моменты от светового давления остаются практически постоянными. Для высокоорбитальных искусственных спутников и межпланетных КА на высотах более 2500 км момент сил светового давления является доминирующим моментом и увеличивается по мере приближенвд аппарата к Солнцу. [c.44]

Рассмотрим динамику этого метода стабилизации угловой скорости при движении КА по произвольной эллиптической орбите вокруг Солнца (см. рис. 5.7). Проекции осредненного момента сил светового давления солнечных лучей на оси триэдра ОХх YiZi запишем в виде [87] [c.142]

Особенно же болыгюе значение для всего учения о лучистой эне р гии имеют работы П. Н. Лебедева, Соде1ржа Щие экспериментальное доказательство силы светового давлении (1900 г.). Этому крупнейшему ученому в пр инадлеж ит честь открытия материальной природы света, которая положена в основу как электромагнитной, так и квантовой теории н злучения. [c.8]

Здесь вг — единичный вектор по направлению радиуса-вектора орбиты (предполагается, что рассматривается спутник Солнца) k — единичный вектор по направлению оси симметрии спутника e.s — угол между этими направлениями, так что А 1 =sin e.s R — текущее расстояние от центра Солнца до центра масс спутника Rq—фиксированное значение R (например, в начальный момент) ас (es) —коэффициент момента сил светового давления 5 — площадь тени на плоскости, нормальной к потоку 2 о—расстояние от центра масс до центра давления. Размерность ас совпадает с размерностью М. Будем считать, что a = a ( oses) и будем аппроксимировать полиномами по степеням os е . Конкретные выражения с ( os es) будут рассмотрены при исследовании движения в главе 9 ). [c.55]

Рис. 6. Моменты сил, действующих на спутник Земли, в зависимости от высоты Н орбиты — гравитационный момент Ма — аэродинамический момент — момент магнитных сил Мс — момент сил светового давления — момент от воздействия микрометеоритов.

Результаты расчета представлены на рис. 6. Мы видим, что до высот над поверхностью Земли 200—300 км преобладают аэродинамические моменты, на высотах, больших 500 км, преобладают гравитационные моменты. Магнитные моменты везде сравнимы с гравитацион ными. Следует отметить, что величина магнитного момента может быть гораздо больше (на два-три порядка) при наличии на спутнике сильных постоянных магнитов, сильных токовых систем и т. п. Моменты сил светового давления на один-два порядка меньше гравитационных на рассмотренном диапазоне высот (до 3000 км), однако уже при Л>700 км эти моменты сравнимы с аэродинамическими или их превосходят. Оказывается, что [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...