Zvyšování bezpečnosti provozu kosmických letadel na oběžných dráhách Země
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Dizertační práce se zabývá nejvýznamnějšími riziky, kterým čelí pilotované i bezpilotní mise na oběžné dráze Země. Jako dominantní rizika identifikuje srážky s částicemi vesmírného odpadu, jevy spojené se sluneční aktivitou a galaktickou radiaci. Konstatuje, že řešení problémů vesmírného odpadu spadá do oblasti inženýrsko-aplikační, zatímco sluneční aktivita vyžaduje další vědecký výzkum. Rešerše ukázala, že zdrojem rizik pro Zemi je především sluneční korona. Práce je proto zaměřena na výzkum možností jejího pozorování umělými družicemi z hlediska orbitální mechaniky. Protože toto pozorování je možné pouze při úplném zatmění Slunce, práce studuje dosud nevyužité možnosti pozorování zatmění Slunce pomocí umělých družic na nízké oběžné dráze Země s využitím Měsíce jako clony. Uvádí metody výpočtu drah těchto družic, jejich významné vlastnosti, přednosti a nedostatky. Prokazuje, že takové dráhy existují a lze z nich pozorovat zatmění o srovnatelné délce trvání jako ze Země. Inovativním způsobem je využito řešení tzv. Lambertova problému. Díky němu lze nalézt oběžné dráhy, na nichž může umělá družice pozorovat zatmění Slunce dvakrát za sebou v určitém časovém intervalu, a to bez potřeby manévrování. Díky tomu lze efektivněji využít příležitost k pozorování a získat více vědeckých dat. Okrajově je rovněž zmíněna možnost využití planety Merkur jako clony pro pozorování zatmění Slunce.
This dissertation thesis addresses the most significant risks manned and unmanned missions in Earth orbit must face to. It states that the dominant risks are collisions with particles of Space debris, phenomena related to solar activity and galactic radiation. It notes that the solution of Space debris problems belongs to the engineering and application domain, while solar activity requires further scientific research. The review showed that the source of risk to Earth is primarily the solar corona. Thus, the thesis is focused on research of possibilities of its observation by artificial satellites from the point of view of celestial mechanics. Since the observation is only possible during total solar eclipse, the thesis deals with a previously unused method of solar eclipse observation by artificial satellites from low Earth orbit using the Moon as occulting body. It illustrates methods of calculation of orbital elements of these satellites, their important properties, advantages, and disadvantages. It shows that these orbits exist and lead to observations of duration fully comparable to usual ground-based eclipse observation. In an innovative way the solution of so-called Lambert’s problem is applied. This algorithm is used to find orbits leading to two successive observations separated by a given time interval. This allows more efficient use of time of the mission and provides more scientific data. Marginally, the use of the planet Mercury as occulting body is studied.
This dissertation thesis addresses the most significant risks manned and unmanned missions in Earth orbit must face to. It states that the dominant risks are collisions with particles of Space debris, phenomena related to solar activity and galactic radiation. It notes that the solution of Space debris problems belongs to the engineering and application domain, while solar activity requires further scientific research. The review showed that the source of risk to Earth is primarily the solar corona. Thus, the thesis is focused on research of possibilities of its observation by artificial satellites from the point of view of celestial mechanics. Since the observation is only possible during total solar eclipse, the thesis deals with a previously unused method of solar eclipse observation by artificial satellites from low Earth orbit using the Moon as occulting body. It illustrates methods of calculation of orbital elements of these satellites, their important properties, advantages, and disadvantages. It shows that these orbits exist and lead to observations of duration fully comparable to usual ground-based eclipse observation. In an innovative way the solution of so-called Lambert’s problem is applied. This algorithm is used to find orbits leading to two successive observations separated by a given time interval. This allows more efficient use of time of the mission and provides more scientific data. Marginally, the use of the planet Mercury as occulting body is studied.
Description
Citation
BARTONĚK, J. Zvyšování bezpečnosti provozu kosmických letadel na oběžných dráhách Země [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. .
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
prof. Ing. František Pochylý, CSc. (předseda)
Ing. Pavel Zikmund, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Kovařík, M.Sc., Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Zdeněk Karpíšek, CSc. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivo Jebáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Svatomír Slavík, CSc. (člen)
Date of acceptance
Defence
DP se zabývá zvyšování bezpečnosti provozu kosmických letadel na oběžných drahách Země a stanovováním optimálních drah pro pozorování sluneční korony. Práce upozorňuje na rizika, kterým čelí pilotované i bezpilotní mise na oběžných drahách Země. Jeho dominantní rizika identifikuje srážky s částicemi vesmírného odpadu. Významnou část práce tvoří výzkum orbit pro monitotorování sluneční korony mimo zemskou atmosféru, napomáhající popisu emisí sluneční radiace, jako jednoho z rizik. Práce optimalizauje dráhy pro efektivní interval pozorování. Téma práce je vysoce aktuální a bude mít využití jak v budoucím výzkumu, tak i technické praxi.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení