Анализ внешних тепловых потоков

Принимаем следующие допущения:

1. Условно считаем, что планета является диффузно излучающим и отражающим телом эффективного радиуса , где - средний радиус планеты, - верхняя граница эффективно излучающего слоя атмосферы;

2. Альбедо планеты усредняется и принимается постоянным по всей поверхности. При этом допущении плотность отраженного солнечного излучения, уходящего с локальной области планеты, пропорциональна среднему альбедо а и плотности падающего на эту область солнечного излучения:

^{где - зенитное расстояние Солнца для рассматриваемой области.}

^{Условно считаем, что в результате отражения от планеты спектр излучения Солнца не меняется;}

^{3. Плотность уходящего с планеты собственного излучения аппроксимируется выражением:}

^{учитывающим регулярный характер неравномерности собственного излучения, обусловленный неравномерностью освещения поверхности планеты Солнцем. Для Земли поле собственного излучения можно приближенно считать равномерным.}

^{При этом}

^{4. Интенсивность излучения планет и Солнца определяется как интенсивность излучения абсолютно черного тела при соответствующей радиационной температуре.}

Основные исходные уравнения для расчета внешней тепловой нагрузки на ка

^{На основе указанных допущений с учетом допущения о том, что поглощательная способность поверхности элемента КА не зависит от направления падающих на нее лучей, поток излучения планеты на поверхность КА можно приближенно записать в виде;}

^{Этой формулой определяется локальное значение плотности поглощенного потока.}

^{Часто важно знать среднее по поверхности F его значение.}

^{Наиболее общей формулой для расчета всех видов внешней лучистой тепловой нагрузки на КА может быть}

^{Для солнечного излучения телесный угол,}

^{Для потока от планеты в общем случае}

⁽¹⁾

⁽²⁾

^{Где - доля лучистой энергии, падающей на КА от планеты при условии, что плотность излучения с ее поверхности равномерна; - доля лучистой энергии, падающей на КА от планеты при условии, что распределение плотности уходящего с ее поверхности лучистого потока пропорционально плотности падающего на нее потока солнечного излучения.}

^{Коэффициент совпадает с угловым коэффициентом между поверхностью F и планетой и зависит лишь от их взаимного положения. Коэффициент также является чисто геометрической характеристикой, но он зависит от взаимного положения поверхности F, планеты и Солнца.}

^{Таким образом, расчет внешней нагрузки на КА сводится к определению углового коэффициента и комбинированного углового коэффициента . Если они определены, то поглощенный поток определяется по формулам:}

^{- поток от Солнца}

^{- поток собственного излучения Земли}

^{- отраженный поток от планеты}