Original title: Zvyšování bezpečnosti provozu kosmických letadel na oběžných dráhách Země
Translated title: Increasing the safety of the operation of spacecraft in Earth orbits
Authors: Bartoněk, Jaroslav ; Kovařík, Vladimír (referee) ; Zikmund, Pavel (referee) ; Daněk, Vladimír (advisor)
Document type: Doctoral theses
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
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.
Keywords: Lambert’s problem; low Earth orbit; orbital elements; satellite position; satellite velocity; solar corona; total solar eclipse; elementy dráhy; Lambertův problém; nízká oběžná dráha; poloha družice; rychlost družice; sluneční korona; úplné zatmění Slunce

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/245775

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-616105


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses