Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Метод графоаналитического определения границ пространственно-временных областей достижимости космического аппарата сервисного обслуживания техногенных космических объектов на геостационарной орбите

Авторы

А.Н. Глуздов, П.В. Горбулин, Е.В. Котяшов, О.Л. Куваев

Организация

Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского
г. Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация

В настоящее время на различных этапах создания и отработки находится несколько проектов сервисных космических аппаратов, одной из задач которых является проведение обслуживания орбитальных объектов в максимально сжатые сроки. При планировании обслуживания требуется выполнять большой объем вычислений, связанный с выбором рациональной схемы перелета. Для уменьшения объема вычислений необходим подход, обеспечивающий поиск множества реализуемых траекторий перелета. Одним из таких подходов является метод определения границ пространственно-временных областей достижимости, позволяющий оценить априорные возможности сервисного космического аппарата по обслуживанию орбитальных объектов, расположенных на круговых орбитах. Для построения пространственно-временных областей достижимости применяется математический аппарат теории годографов, позволяющий последовательно, на основе аналитического решения оптимизационной задачи двухимпульсного перелета, определить минимальную и максимальную продолжительности движения космического аппарата, под которыми понимается время, необходимое для перелета от точки начала маневрирования до точки встречи с обслуживаемым орбитальным объектом, при условии приложения одного импульса скорости. Графическое сопоставление траекторий движения обслуживаемых орбитальных объектов и пространственно-временных областей достижимости сервисного космического аппарата позволяет определить потенциальную возможность проведения обслуживания, а также интервалы времени и фазовых углов, на которых такое обслуживание возможно. Предлагаемый метод может быть использован для поиска решения, обеспечивающего начальное приближение для последующего точного расчета траектории движения численными методами, а также построения программы управления космическим аппаратом.

Ключевые слова

космический аппарат, геостационарная орбита, пространственно-временные области достижимости космического аппарата, теория годографов, оптимизационная задача двухимпульсного перелета

Список литературы

[1] Spaсe drone adaptable servicing spacecraft [Электронный ресурс]. URL: https://indico.esa.int/event/234/contributions/3749/attachments/3072/3776/2018 CSID_LinnBarnett_Spacedrone.pdf (дата обращения: 27.06.2020).

[2] U.S. Space sues Orbital ATK over ViviSat venture [Электронный ресурс]. URL: https://spacenews.com/u-s-spacesues-orbital-atk-over-vivisat-venture (дата обращения: 27.06.2020).

[3] What Is NASA's Asteroid Redirect Mission [Электронный ресурс]. URL: https://www.nasa.gov/content/what-isnasa-s-asteroid-redirect-mission (дата обращения: 27.06.2020).

[4] Кирилов В. А., Богатеев И. Р., Тарлецкий И. С., Баландина Т. Н., Баландина Е. А. Анализ концепций очистки околоземного космического пространства // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18. № 2. С. 343–351.

[5] MEV-1 (Mission Extension Vehicle-1) [Электронный ресурс]. URL: https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/m/mev-1 (дата обращения: 19.05.2020).

[6] MEV-1 успешно передвинул другой спутник на новую орбиту [Электронный ресурс]. URL: https://nplus1.ru/news/2020/04/17/mev-1-success (дата обращения: 19.05.2020).

[7] Баранов А. А., Разумный В. Ю. Планирование обслуживания разнородных спутниковых систем // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2016. № 4. С. 16–26.

[8] Бердышев Ю. И. Качественный анализ областей достижимости // Космические исследования. 1996. Т. 34. № 2. С. 141–144.

[9] Бэттин Р. Наведение в космосе. М. : Машиностроение, 1966. 406 с.

[10] Горбулин В. И. Оптимизация развертывания космических систем : монография. СПб. : ВКА имени А. Ф. Можайского, 2003. 102 с.

[11] Охоцимский Д. Е., Сихарулидзе Ю. Г. Основы механики космического полета. М. : Наука, 1990. 448 с.

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

[13] Бурдаев М. Н. Теория годографов в механике космического полета. М. : Машиностроение, 1975. 152 с.

[14] Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М. : Наука, 2003. 832 с.

[15] Бердышев Ю. И. Нелинейные задачи последовательного управления и их приложение : монография. Екатеринбург : УрО РАН, 2015. 193 с.

[16] Старостин Б. А. Методы и алгоритмы построения множества реализуемых перехватов опасных космических объектов : дисс. … канд. техн. наук: 05.13.18. Казань, 2007. 172 с.

[17] Аверкиев Н. Ф., Власов С. А., Богачев С. А., Жаткин А. Т., Кульвиц А. В. Баллистические основы проектирования ракет-носителей и спутниковых систем. СПб. : ВКА имени А. Ф. Можайского, 2017. 302 с.

[18] Телегин О. А. Области достижимости летательных аппаратов : учеб. пособие. СПб. : БГТУ, 2013. 141 с.

Цитирование данной статьи

Глуздов А.Н., Горбулин П.В., Котяшов Е.В., Куваев О.Л. Метод графоаналитического определения границ пространственно-временных областей достижимости космического аппарата сервисного обслуживания техногенных космических объектов на геостационарной орбите // Космические аппараты и технологии. 2020. Т. 4. № 2. С. 96-106. doi: 10.26732/j.st.2020.2.04

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