Вычислительные эксперименты по исследованию движения небесных тел
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v85.i2.08Ключевые слова:
вычислительный эксперимент, пакет MathCAD, энергия связи, траектория космического аппаратаАннотация
Трудно переоценить роль и место вычислительных экспериментов в современных научных исследованиях. Ученые исследуют физические явления на основе компьютерных моделей и вычислительных экспериментов, когда аналитические методы теоретической физики не позволяют получать более достоверные результаты. С другой стороны, вычислительные эксперименты могут быть проведены в условиях, недоступных для натурных экспериментов. В работе представлены научные результаты исследования некоторых вопросов небесной механики, полученных на основе применения компьютерных методов. В качестве языка программирования использован пакет прикладных программ MathCAD. К основным научным результатам, достигнутым при использовании вычислительных экспериментов, можно отнести следующие: построен график потенциала гравитационного поля Земли в зависимости от расстоянияr до центра Земли; на основе компьютерного подхода изучены уравнения потенциальной энергии (энергии связи) взаимодействия между телом с единичной массой и системой «Земля-Луна»; на основе компьютерных методов получены графики, характеризующие энергии связи тела в зависимости от координат радиальной оси; с помощью пакета MathCAD была пострена траектория полета космического аппарата (КА) около Земли при различных начальных условиях; исследовано движение космического аппарата с Земли к Луне и построены различные виды траектории полета в зависимости от его начальной скорости.
Библиографические ссылки
2 A. Umnov, V. Turikov, M. Muratov, A. Skovoroda, Modern methods of computational experiment in applied physics, Studies stipend, (Moscow, RUDN, 2008), 248 p. (in Russ.)
3 C. Martz, S. Van Middelkoop, I. Gkigkitzis, I. Haranas, I. Kotsireas, Hindawi Advances in Mathematical Physics, 2019, 6765827 (2019).
4 R.L.Jr. McNutt, Solar System Exploration: A Vision for the Next Hundred Years, IAC-04-IAA.3.8.1.02, 55th Intern. Astronautical Congress, Vancouver, Canada, (2004).
5 H. Torres-Silva, Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, 16 nº especial, 6-23 (2008).
6 A.S. Samokhin and M.A. Samokhina, Journal of Physics Conference Series, 1864(1), 012130 (2021).
7 Shane D. Ross, American Scientist, 94(3), 230 (2006).
8 B.A. Mukushev, Bulletin of KazATU, No2 (113), Part 2, 197-202 (2022). (in Russ.)
9 F. Nelson, Computer Applications in Engineering Education, 23 (2), 250-257 (2014).
10 B.A .Mukushev, et al, Vestnik ENU (Fizika), 3, 25-34 (2021). (in Russ.)
11 B.A. Mukushev, Recent Contributions to Physics, 4, 59-66 (2022). (in Russ.)
12 B.A. Mukushev, Kvant, 9, 29-33 (2018). (in Russ.)
13 L. Keping, L. Fengxia, W. Shenquan, and L. Yuanchun. Finite-Time Spacecraft’s Soft Landing on Asteroids Using PD and Nonsingular Terminal Sliding Mode Control, January 2015 Mathematical Problems in Engineering, China, 1, 1-10 (2015).
