Analysis of variations in orbital parameters of CubeSats

Abstract

Käesolev töö uurib variatsioone kuupsatelliitide orbitaalparameetrites, et selgitada kuidas orbitaalparameetrid ajas muutuvad, millised omavahelised seosed on parameetrite vahel, kuidas nad mõjutavad satelliidi eluiga ning kuidas erinevad häirivad jõud mõjutavad orbiite. Töö tulemused on suunatud rahvusvahelisele/ülemaailmsele nanosatelliitide arendajate huvigruppidele. Kuupsatelliidi standard on osutunud populaarseks ja huvi järjest kasvab. Missiooni planeerimise ja satelliidi disaini seisukohast on väga oluline teada seda, kuidas satelliidi eluiga on seotud tema massi, suuruse, kuju, orbitaalparameetritega ning kuivõrd suure mõjuga erinevad häirivad jõud orbiidis hälbeid tekitavad. Kuupsatelliitide orbitaalparameetrite käitumist ei ole varem uuritud, küll aga on varasemalt uuritud üksikuid suuremaid satelliite väga täpselt mõõdetud parameetritega. Käesolev töö ei tee ise mõõtmisi vaid kasutab massiliselt ära vähem täpsemaid ja vabalt kättesaadavaid ajaloolisi orbiidi andmeid Two-Line Element (TLE) formaadis, mis oma esialgses lähenduses on mõeldud raadioamatööridele ja hobi-astronoomidele. TLE-s sisalduvate värskete hetke- orbiidiandmete ja erinevates tarkvarades rakendatud liikumismudelitega on võimalik ennustada objekti liikumist ning suunata oma antennid suhtluseks õigeaegselt vajalikus suunas. Töö uurib ka TLE-de sobivust orbitaalkäitumise analüüsiks ja tulemuste kasutatavust tegeliku missiooni planeerimise ja disaini juures. Töö käik on olnud väga huvitav ja kestnud umbes aasta, See on hõlmanud muuhulgas andmete kogumist, töötlust, kvaliteedi hindamist. Tööd (MySQL) andmebaasiga – andmete jaoks sobiliku struktuuri loomist, andmetega täitmist ja sobival kujul andmete esitamist. Andmeanalüüsi, mille osana kasutati ka GNUPlot nimelist tarkvara orbitaalparameetritele graafilise vormi andmiseks.