Multiple Satellite Formation Flying Using Differential Aerodynamic Drag

Varma, Surjit; Kumar, Krishna Dev

doi:10.2514/1.52395

Cited by 52 publications

(15 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…10 In these flow conditions, the aerodynamic pressure and shear coefficients of a convex geometry are given by Eqs. (1) and (2). The angle of incidence, θ, is defined as the angle between the freestream and normal directions.…”

Section: Free Molecular Flow Theorymentioning

confidence: 99%

“…One possible method for formation-keeping between two satellites is to take advantage of differences in this perturbation: differential drag. 1,2 Differential drag is highly advantageous for nanosatellite constellations because propellant or a propulsion system can be eliminated, significantly mitigating the challenge of obtaining a secondary payload launch accommodation. 3,4 One of the objectives of the Ranging and Nanosatellite Guidance Experiment (RANGE) mission is to utilize differential drag as a means of orbital formation-keeping.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Aerodynamics of the RANGE Nanosatellites from Direct Flowfield Simulation

2016

View full text Add to dashboard Cite

One of the objectives of the RANGE mission is to perform relative navigation using differential aerodynamics. The aerodynamic force coefficients, moment coefficients, and heating can be computed numerically, though this process is too computationally expensive to integrate directly into an orbit propagator. A surrogate model is developed to improve the modeling fidelity beyond a simple sphere or plate model without significantly increasing computational cost. The training points for this model come from an industry standard code for Direct Simulation Monte Carlo analysis. Detailed discussions of model development, validation, and results are included.

show abstract

Section: Free Molecular Flow Theorymentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Aerodynamics of the RANGE Nanosatellites from Direct Flowfield Simulation

2016

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Стабильность и эффективность поддержания формации с учетом возможных столкновений изучается в [17]. В работе [18] рассматривается централизованное управление четырьмя аппаратами с помощью скользящего управления. В упомянутых выше работах не рассматриваются коммуникационные ограничения и не применяется децентрализованное управление.…”

Section: Introductionunclassified

Swarm of nanosatellites deployment by decentralized aerodynamic drag control with communicational constraints

Monakhova¹,

Ivanov

2018

KIAM Prepr.

View full text Add to dashboard Cite

О р д е н а Л е н и н а ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ имени М.В.Келдыша Р о с с и й с к о й а к а д е м и и н а у к У.В. Монахова, Д.С. Иванов Формирование роя наноспутников с помощью децентрализованного аэродинамического управления с учетом коммуникационных ограничений Москва-2018 Монахова У.В., Иванов Д.С. Формирование роя наноспутников с помощью децентрализованного аэродинамического управления с учетом коммуникационных ограничений В работе рассматривается проблема построения роя наноспутников сразу после их отделения от ракеты-носителя. Роем называется конфигурация множества спутников, движущихся по произвольным, но ограниченным относительным траекториям. В работе предложено децентрализованное управление с использованием силы аэродинамического сопротивления для устранения относительного дрейфа между спутниками в рое. Принимаются во внимание коммуникационные возможности аппаратов, ограничивающие размер области, в которой аппараты обладают информацией об относительном движении других спутников, и максимальное допустимое число аппаратов, информация о движении для которых может быть доступна. Изучается эффект разделения роя на несколько независимых групп, который рассматривается как нарушение целостности роя и является нежелательным. Этот эффект зависит от размера коммуникационной области, начальных условий и правил для управления. Исследуются предельные значения этих параметров для двадцати 3U-кубсатов (унифицированные спутники в форме прямоугольного параллелепипеда с размерами 10см x 10см x 30см). Ключевые слова: рой наноспутников, децентрализованное управление, аэродинамическая сила U. Monakhova, D. Ivanov Swarm of nanosatellites deployment by decentralized aerodynamic drag control with communicational constraints The paper considers a problem of satellites swarm deployment immediately after their separation from the bus launcher. During the separation, an error in the ejection velocity is inevitable. It results in a slightly different orbital period of the satellites, so they gradually move apart along the orbit and the relative trajectories become unbounded. The differential drag-based control is considered. Each satellite is informed about the relative motion of other satellites inside certain communication area. The purpose of the control is to eliminate the relative drift between neighbor satellites. The corresponding decentralized control algorithm is developed in the paper. The clustering effect which occurs when the swarm is divided into several groups is studied. This effect depends on size of the communication area, initial conditions and control parameters. Boundary values of these parameters for twenty 3U-CubeSats swarm are investigated.

show abstract

“…Например, Перес и Бевилакква [9] разработали алгоритм для управления дви-жением спутников в нижних слоях атмосферы на основе функции Ляпунова и сравнили работу алгоритма управления для поддержания требуемой траектории в случае кеплерова движения и при воздействии возмущения со стороны второй гармоники разложения гравитационного потенциала Земли. В работах [10,11] предлагаются алгоритмы на основе скользящего управления, которые приме-няются для нелинейной динамики движения группы спутников.…”

Section: Introductionunclassified

Investigation of Control Algorithm Using Aerodynamic Force for Satellite Formation Flying Three-Dimensional Motion

Ivanov

Кушнирук²

2017

KIAM Prepr.

View full text Add to dashboard Cite

Multiple Satellite Formation Flying Using Differential Aerodynamic Drag

Cited by 52 publications

References 23 publications

Aerodynamics of the RANGE Nanosatellites from Direct Flowfield Simulation

Aerodynamics of the RANGE Nanosatellites from Direct Flowfield Simulation

Swarm of nanosatellites deployment by decentralized aerodynamic drag control with communicational constraints

Investigation of Control Algorithm Using Aerodynamic Force for Satellite Formation Flying Three-Dimensional Motion

Contact Info

Product

Resources

About