太阳辐射压
本文作者:天疆说
定义
太阳辐射压(Solar Radiation Pressure,SRP)是由光子和航天器表面的动量交换引起的力。入射光子会被航天器表面吸收或反射,吸收率和反射率取决于航天器表面材料的性质。
计算公式
球模型下的太阳辐射压加速度为:
其中:
- :光照因子(有光照时为 1,无光照时为 0)
- :反射系数,(1 表示全吸收,2 表示全反射)
- :太阳常数,约 1367 W/m²
- :光速
- :航天器面质比
- :天文单位
- :航天器到太阳的距离
对轨道的影响
虽然与主要引力体相比,太阳辐射压的量级很小,但它比部分行星造成的引力摄动要大。对 DRO 轨道稳定性研究表明,太阳引力是唯一显著影响稳定性的因素,而太阳辐射压在长期轨道演化中也不可忽视。
核心要素
数学定义
球模型下的 SRP 加速度为 ,其中 为反射系数, 为面质比。
关键性质
SRP 量级虽小,但比部分行星造成的引力摄动要大。光照因子 取值 0 或 1,取决于航天器是否处于阴影区。
数值方法
在星历模型中,SRP 加速度作为摄动项与引力项叠加。长期轨道演化需考虑地球阴影区的周期性遮挡效应。
应用价值
太阳辐射压是地月空间轨道设计中不可忽视的摄动力,对 DRO 等长期运行轨道的稳定性有显著影响。在高精度轨道设计和轨道保持策略中必须考虑 SRP 的长期累积效应。
相关概念
参考文献
- 陈昱桔. 面向地月空间态势感知的DRO轨道设计与控制研究[D]. 2024.
- Bezrouk C, Parker J S. Long term evolution of distant retrograde orbits in the Earth-Moon system[J]. Astrophysics and Space Science, 2017.
