Номинальная программа управления сближением космического аппарата - сборщика мусора с электроракетным двигателем малой тяги на геостационарной орбите
Автор: Ишков Сергей Алексеевич, Филиппов Григорий Александрович, Храмов Андрей Александрович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 4-6 т.18, 2016 года.
Бесплатный доступ
Решается задача управления сближением космического аппарата сборщика мусора, снабжённого электроракетным двигателем малой тяги, с фрагментом космического мусора на геостационарной орбите. Рассматривается задача выбора структуры управления движением на этапе ближнего сближения - приведение космического аппарата сборщика мусора в некоторую окрестность относительно фрагмента космического мусора. Движение космического аппарата - сборщика мусора относительно фрагмента космического мусора рассматривается в орбитальной цилиндрической системе координат. В явном виде выделены вековые и периодические составляющие относительного движения. Управление движением осуществляется посредствам переключения знака трансверсального ускорения от тяги, радиальная составляющая принимается равной нулю. Сформулированы краевые условия задачи сближения для вековых и периодических оставляющих относительного движения. Рассматривается наиболее простая структура управления - совместное управление вековыми и периодическими параметрами относительного движения. В основу программы управления движением положено приведение вековых составляющих относительного движения в заданное состояние. Программа управления вековыми составляющими относительного движения состоит из двух активных участков и пассивного между ними. Продолжительности активных участков определяются аналитически, как функции краевых условий для вековых составляющих относительного движения и продолжительностью пассивного участка (свободный параметр). Удовлетворение граничных условий для периодических составляющих движения осуществляется подбором продолжительности пассивного участка и момента времени, соответствующего началу первого активного участка (начальный фазовый угол). Сформулировано аналитическое решение задачи сближения для выбранной программы управления. Задача управления сведена к решению нелинейного тригонометрического уравнения, решение которого позволяет определить продолжительность пассивного участка. Начальный фазовый угол определяется по аналитической формуле. Совместная структура управления показала наличие ограничений на краевые условия для периодических составляющих относительного движения. Вследствие чего, предложена стратегия сближения, учитывающая данные ограничения. Проведено численное моделирование сближения.
Утилизация космического мусора, геостационарная орбита, космический аппарат - сборщик мусора, малая тяга, орбитальная цилиндрическая система координат, сближение, аналитическое решение
Короткий адрес: https://sciup.org/148204837
IDR: 148204837
Список литературы Номинальная программа управления сближением космического аппарата - сборщика мусора с электроракетным двигателем малой тяги на геостационарной орбите
- Эльясберг П.Е. Введение в теорию полёта искусственных спутников Земли. М.: Наука, 1965.
- Аппазов Р.Ф., Сытин О.Г. Методы проектирования траекторий носителей и спутников Земли. М.: Наука, 1987.
- Математическая теория оптимальных процессов/Л.С. Понтрягин, В.Г. Болтянсий, Р.В. Гамкрелидзе, Б.Ф. Мищенко. М.: Наука, 1969.
- Ишков С.А., Филиппов Г.А. Выбор проектных характеристик космического аппарата -сборщика мусора с электроракетным двигателем малой тяги//Вестник Самарского университета. 2015. № 4(46). С. 30-38.
- Ишков С.А., Фадеенков П.В., Балакин В.Л. Оценка эффективности перелётов на высокие околоземные орбиты с использованием разгонных блоков с химическими и электроракетными двигателями//Вестник Самарского университета. 2012. № 2(33). С. 48-55.
- Фадеенков П.В., Ишков С.А. Оптимальная программа управления малой непрерывной тягой при перелёте между некомпланарными эллиптической и геостационарной орбитами//Вестник Самарского университета. 2011. № 1(25). С. 31-37.
- Фадеенков П.В. Оптимизация перелётов между некомпланарными круговыми орбитами с двухступенчатым разгонным блоком с химическими и электроракетными двигателями//Вестник Самарского университета. 2007. № 1(12). С. 116-122.
- Ishkov S.A., Filippov G.A. A disposal of the space debris with special spacecraft debris collector using low thrust//Engineering Letters. 2015. Т. 23. № 2, С. 98-109.
- Ишков С.А. Сближение космических аппаратов с малой тягой на околокруговых орбитах//Космические исследования. 1992. Т. 30. № 2. С. 165-179.
- ГОСТ Р 52925-2008 Изделия космической техники. Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического пространства. М. Стандартинформ. 2008. 8 с.
