Применение двигательной подсистемы на базе плазменного двигателя СПД-100В для довыведения и коррекции орбиты космических аппаратов «Экспресс-80» и «Экспресс-103»
Автор: Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Грихин Г.С.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 3 т.22, 2021 года.
Бесплатный доступ
Последнее время возросла актуальность задачи довыведения спутников на целевую орбиту бортовой электрореактивной двигательной подсистемой. Теоретический анализ и имевшаяся практика показали, что операция довыведения на геостационарную орбиту (ГСО) с некоей промежуточной орбиты выполнима, однако требует определенного времени, так как тяга бортовых электрореактивных двигателей (ЭРД) мала (40-300 мН) и несопоставима с тягой жидкостных двигателей апогейных двигательных установок (22-400 Н). Вследствие малой тяги ЭРД операция довыведения растянута по времени. Однако эффект в части увеличения массы, выводимой на ГСО, может перевешивать отрицательный эффект от увеличения времени введения спутника в эксплуатацию. Расчеты показали, что дополнительная масса спутника на ГСО может составить до нескольких сотен килограммов при времени довыведения порядка 6 месяцев. В частности, при массе космического аппарата (КА) не более 2500 кг становится возможным парный запуск существующими средствами выведения. С учетом положительного опыта, полученного ранее на КА «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6», проектирование в АО «ИСС» спутников «Экспресс-80», «Экспресс-103» проводилось с расчетом на выполнение операции довыведения. Это дало возможность осуществить парный запуск одной ракетой-носителем типа «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» и снизить затраты на запуск вдвое. Для увеличения тяги на этапе довыведения и сокращения его продолжительности была предусмотрена парная работа двигателей в режиме повышенной тяги. Суммарный эффект от применения операции довыведения в части увеличения массы КА на конечной орбите составил более 700 кг при длительности маневра до 158 сут. Полученный опыт позволяет при необходимости осуществлять парные запуски КА повышенной массы с довыведением на ГСО собственными двигателями в приемлемые сроки.
Плазменный двигатель, космический аппарат, довыведение, система преобразования и управления, коррекция орбиты
Короткий адрес: https://sciup.org/148323914
IDR: 148323914 | DOI: 10.31772/2712-8970-2021-22-3-480-493
Список литературы Применение двигательной подсистемы на базе плазменного двигателя СПД-100В для довыведения и коррекции орбиты космических аппаратов «Экспресс-80» и «Экспресс-103»
- Casaregola C. Electric Propulsion for Station Keeping and Electric Orbit Raising on Eutelsat Platform // Joint Conference of 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe-Hyogo, Japan, July 4-10, 2015, IEPC-2015-97. 6 p.
- Выведение космического аппарата на геостационарную орбиту комбинированным методом / А. В. Яковлев, А. А. Внуков, Т. Н. Баландина и др. // Вестник СибГУ. 2016. Т. 17, № 3. С. 782-789.
- 30 Years of Electric Propulsion Flight Experience at Aerojet Rocketdyne / W. A. Hoskins, R. J. Cassady, R. Myers et al. // 33st International Electric Conference. The George Washington University, USA, October 6-10, 2013, IEPC-2013-439. 12 p.
- Overview of Electric Propulsion activity in Russia / N. A. Testoedov, L. A. Makridenko, N. N. Sevast'yanov, et al. // 30th International Electric Conference. Florence, Italy, Sept. 17-20, 2007, IEPC-2007-275. 16 p.
- Konstantinov M. The analysis of electric propulsion characteristics on efficiency of transport maneuvers // 30th International Electric Propulsion Conference. Florence, Italy, Sept. 17-20, 2007, IEPC-2007-212. 18 p.
- Obukhov V. A., Petukhov V. G., Popov G. A. Application of Stationary Plasma Thrusters for Spacecraft Insertion into the Geostationary Orbit // Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. Series "63rd International Astronautical Congress 2012, IAC 2012" 2012. P. 75697577.
- J. Gonzalez del Amo. European Space Agency Activities in Electric Propulsion // 33st International Electric Conference. The George Washington University, USA, October 6-10, 2013, IEPC-2013-37. 9 p.
- Ермошкин Ю. М., Волков Д. В., Якимов Е. Н. О концепции «полностью электрического космического аппарата» // Сибирский журнал науки и технологий. 2018. Т.19, № 3. C. 489-496.
- Trescott J. A., Horton J. F., Rapoport S. The Benefits of Continued Advances in the Propulsive Capability of the Electric GEO Communications Satellite // The 36th International Electric Propulsioin Conference, University of Vienna, Austria, Sept. 15-20, 2019, IEPC-2019-212. 10 p.
- Красильников А. Мощный телекоммуникационный «Экспресс-АМ5 // Новости космонавтики. 2014. № 2. С. 38-41.
- Красильников А. Трудный путь «Экспресса-АМ6 // Новости космонавтики. 2014. № 12. С.42-45.
- Rueda P., Schneider A. Electra - a Flexible Full Electric Propulsion Platform for GEO Missions // Aerospace Europe Bulletin. 2019. P. 21-23.
- Bourguignon E., Fraselle S. Power Processing Unit Activities at Thales Alenia Space in Belgium // The 36th International Electric Propulsioin Conference. University of Vienna, Austria, Sept. 15-20, 2019, IEPC-2019-584. 8 p.
- Запуск космических аппаратов «Экспресс-103» и «Экспресс-80» [Электронный ресурс]. URL: https://www.roscosmos.ru/28882/ (дата обращения: 18.03.2021).
- Пат. 25866945 Российская Федерация. Способ выведения космического аппарата на геостационарную орбиту с использованием двигателей малой тяги / Доронкин М. Н., Бабанов А. А., Внуков А. А. и др. № 2014127670/11 ; заявл. 07.07.2014 ; опубл. 10.06.2016, Бюл. № 16, 10 с.
