مدل‌سازي و محاسبه شار حرارتي ناشي از اعمال آلبدو و تابش مادون قرمز وارد شده به ماهواره بر حسب موقعيت جغرافيايي

Modeling and computing the albedo and IR heat flux applied to a satellite based on the satellite's geographical position

در اين مقاله، يك روش محاسباتي دقيق براي تعيين شار حرارتي آلبدو و مادون قرمز(IR) تابيده شده بر ماهواره ارايه شده است. براي محاسبه‌ي شار آلبدو وارد شده به ماهواره، نقطه‌اي از سطح زمين كه نور خورشيد از آن مكان بازتابيده شده است به صورت دقيق تعيين شده و مقدار شار حرارتي آلبدو وارده بر ماهواره به صورت تابعي از طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع ماهواره و با در نظر گرفتن مقدار جذب ناشي از محيط اتمسفر در تمامي بازه طيف فركانسي مورد نظر بدست آورده مي‌شود. همچنين شار حرارتي كل IR وارده به ماهواره، مجموع شارهاي حرارتي مي‌باشد كه از نقاط مختلف سطح زمين به ماهواره وارد شده است. براي يك ماهواره در مدار دايروي مشخص، شار حرارتي IR و آلبدو در يك بازه‌ زماني محاسبه شده است. به منظور بدست آوردن تغييرات دمايي اجزاي ماهواره در طول ماموريت، مقادير شارهاي حرارتي محاسبه شده در طراحي حرارتي ماهواره مورد استفاده قرار مي‌گيرد. براي مدلسازي و محاسبه­ي پارامترهاي اصلي اتمسفر از الگوريتم MODTRAN و نرم افزار PcModWin استفاده شده است.

In this paper, a precise method for calculating albedo and IR heat flux applied to a satellite is presented. For obtaining albedo heat flux applied to a satellite, a point on the earth’s surface that sun flux reflected at that point and reach to the satellite is obtained, hence albedo heat flux reaches to a satellite is obtained as a function of longitude, attitude and longitude. IR heat flux is integration of emitting heat flux for points on the earth surface that in satellite’s view. Atmospheric transparency for calculating albedo and IR heat is considered for sun light and IR spectrum using MODTRAN algorithm using PcModWin software. For a generic LEO satellite, IR and albedo heat fluxes are calculated at a time period and compare with reference values. Obtained heat fluxes are used to obtain temperature variation of satellite’s components during its mission.