Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Процедура формирования программы номинального управления гелиоцентрическим движением космического аппарата с солнечным парусом с использованием законов локально-оптимального управления

Автор

Р.М. Хабибуллин

Организация

Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С. П. Королёва
г. Самара, Российская Федерация

Аннотация

Работа посвящена некомпланарному межпланетному перелету Земля-Венера космического аппарата, оснащенного солнечным парусом. Целью гелиоцентрического движения является попадание космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом в сферу Хилла Венеры с нулевым гиперболическим избытком скорости. В работе используется неидеально отражающая модель солнечного паруса, величина и направление ускорения от которого рассчитывается с учетом зеркального и диффузного отражений, поглощения и пропускания фотонов поверхностью солнечного паруса. Одной из главных задач в области навигации и управления движением космического аппарата является поиск простой энергоэффективной схемы управления для выполнения того или иного маневра. Именно такими схемами управления и являются законы локально-оптимального управления, различные комбинации которых позволяют выполнить необходимые маневры при межпланетном перелете. Описана процедура формирования программы управления для некомпланарного межпланетного перелета типа Земля-Венера космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом. В качестве результатов получены траектория перелета, изменение фазовых координат во времени, графики изменения управляющих углов и сформированная программа номинального управления. Полученные результаты удовлетворяют всем граничным условиям, описанным в постановке задачи.

Ключевые слова

неидеально отражающий солнечный парус, закон локально-оптимального управления, программа номинального управления, некомпланарный межпланетный перелет

Список литературы

[1] Поляхова Е. Н. Космический полет с солнечным парусом. М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. 320 с.

[2] Macdonald M. Advances in Solar Sailing // Materials of the Third International Symposium on Solar Sailing Glasgow. 2013. 977 p.

[3] Johnson L., Whorton M., Heaton A., Pinson R., Laue G., Adams C. NanoSail-D: A solar sail demonstration mission // Acta Astronautica, 2011, vol. 68, pp. 571-575.

[4] Mori O., Sawada H., Funase R., Morimoto M., Endo T., Yamamoto T., Tsyda Y., Kawakatsu Y., Kawaguchi J. First Solar Power Sail Demonstration by IKAROS // Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology, 2010, vol. 8, issue 27, pp. 25-31.

[5] Biddy C., Svitek T. LightSail-1 Solar Sail Design and Qualification // Materials of the 41st Aerospace Mechanisms Symposium, 2012, pp. 451-463.

[6] Heiligers J., Diedrich B., Derbes B., McInnes C. R. Sunjammer: Preliminary End-to-End Mission Design // Materials of AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference, 2014.

[7] McInnes C. R. Solar sailing: technology, dynamics and mission applications. Springer Science & Business Media, 2013, 296 p.

[8] Лебедев В. Н. Расчет движения космического аппарата с малой тягой. М. : ВЦ АН СССР, 1968. 108 с.

[9] Мирер С. А. Механика космического полета. Орбитальное движение. М. : Резолит, 2007. 270 с.

[10] Хабибуллин Р. М. Программа управления для некомпланарного гелиоцентрического перелета к Венере космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2019. Т. 18. № 4. С. 117-128.

[11] Ишков С. А., Старинова О. Л. Оптимизация и моделирование движения космического аппарата с солнечным парусом // Известия РАН. 2005. Вып. 7. № 1 (13). С. 99-106.

[12] JPL Solar System Dynamics [Электронный ресурс]. URL: https://ssd.jpl.nasa.gov (дата обращения: 27.09.2018).

Цитирование данной статьи

Хабибуллин Р.М. Процедура формирования программы номинального управления гелиоцентрическим движением космического аппарата с солнечным парусом с использованием законов локально-оптимального управления // Космические аппараты и технологии. 2020. Т. 4. № 1. С. 5-13. doi: 10.26732/j.st.2020.1.01

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.