Разработка конструкции двигательных установок и траекторий космических аппаратов проекта «Лаплас-П» для исследований планетной системы юпитера
Автор: Платов И.В., Симонов А.В.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 3 т.17, 2016 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрены особенности разработки космического комплекса (КК) для исследования планетной системы Юпитера контактными и дистанционными методами этапа технического предложения. Российский перспективный проект «Лаплас-П» предполагает создание и запуск в одно стартовое окно двух космических аппаратов (КА), предназначенных для изучения Ганимеда - естественного спутника Юпитера. В основе первого КА миссии лежит орбитальный аппарат. Одной из его задач является картографирование поверхности Ганимеда с орбиты искусственного спутника и сбор данных для выбора места посадки второго КА - посадочного. Приведено описание проектного облика аппаратов, их двигательных установок (ДУ) и схемы полёта на всех этапах - от старта с Земли до посадки на Ганимед. Рассмотрены предлагаемые для реализации миссии маршевые двигательные установки, а также ДУ орбитального и посадочного аппаратов, приведены описания их конструкций. В соответствии с их характеристиками разработаны схемы полёта, позволяющие доставить КА за время активного существования на орбиту с требуемыми параметрами вокруг естественного спутника в системе Юпитера и последующим осуществлением мягкой посадки на поверхность Ганимеда. Представлены основные характеристики траекторий. Проект должен быть разработан, исходя из запуска космического аппарата с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Ангара-А5» и разгонного блока КВТК. При разработке схемы полёта предполагается, что через 8 лет аппараты должны выйти на орбиту вокруг Ганимеда. Траектория перелёта к Юпитеру формируется с помощью гравитационных маневров у Земли и Венеры. Предлагаемые варианты построения космических аппаратов позволяют реализовать разработанную траекторию, при этом обеспечить штатную работу целевой аппаратуры и провести комплекс экспериментов в течение заданного срока активного существования КК «Лаплас-П».
Космический аппарат, двигательная установка, траектория, схема полёта, межпланетный перелет, гравитационный манёвр, юпитер, ганимед
Короткий адрес: https://sciup.org/148177613
IDR: 148177613 | УДК: 629.785
Development of the propulsion construction and the trajectory for the spacecrafts of the “Laplace-L” mission for the study of the jupiter planetary system
The article is devoted to the peculiarities of the development of the space complex for the study of the Jupiter planetary system with contact and remote methods at the proposal stage. Russian ambitious project “Laplace-L” involves the development and launch of a single launch window two spacecrafts, designed for remote and contact research of the Ganymede, a natural satellite of Jupiter. At the heart of the first spacecraft of the mission there is an orbiter. One of its tasks is mapping the surface of Ganymede from the orbit of an artificial satellite and the collection of data to select the landing site of the second SC, which includes lander. The article describes the design appearance of the devices, their propulsion systems and the flight scheme at all stages - from the launch from the Earth to landing on Ganymede. The article describes the implementation for the mission of proposed main propulsion engines (MPEs), as well as propulsion engines of the orbiter and lander, adducted the descriptions of their designs. In accordance with the characteristics their flight scheme has been designed to allow the SC to deliver during the active life in orbit with the required parameters around a natural satellite of Jupiter and in the subsequent implementation of a soft landing on the surface of Ganymede. The main characteristic of the trajectories is adducted. The project must be developed on the basis of the launch of the spacecraft from the Baikonur Cosmodrome using a launch vehicle “Angara-A5” and the “KVTK” upper stage. When developing the scheme of the flight is assumed that after 8 years of apparatus should enter orbit around Ganymede. The flight trajectory to Jupiter formed by gravity assists maneuvers near the Earth and Venus. The proposed construction variants of spacecraft allow realizing the designed trajectory, while providing a full-time job for science equipment and carry out a set of experiments for a specified period of active existence of “Laplace-L” spacecrafts.
Список литературы Разработка конструкции двигательных установок и траекторий космических аппаратов проекта «Лаплас-П» для исследований планетной системы юпитера
- Ingersoll A. P., Porco C. C. Solar heating and internal heat flow on Jupiter//Icarus. 1978. Fasc. 35. No. 1. Рp. 27-43 DOI: 10.1016/0019-1035(78)90058-1
- Stone E. C., Lane A. L. Voyager 1 Encounter with the Jovian System//Science. 1979. Fasc. 204. No. 4396. Рp. 945-948. ISSN 0036-8075. 4396.945. PMID 17800428 DOI: 10.1126/science.204
- Stone E. C., Lane A. L. Voyager 2 Encounter with the Jovian System//Science. 1979. Fasc. 206. No. 4421. Рp. 925-927. PMID 17733909 DOI: 10.1126/science.206.4421.925
- Atreya S. K., Donahue T. M., Festou M. Jupiter: Structure and Composition of the Upper Atmosphere. The American Astronomical Society: The Astrophysical Journal. 1981. Р. 43-47.
- Smith E., Wenzel K., Page D. Ulysses at Jupiter: An Overview of the Encounter//Science. 1992. Fasc. 257. No. 5076. Рp. 1503-1507. ISSN 0036-8075. PMID 17776156 DOI: 10.1126/science.257.5076.1503
- The Cassini-Huygens flyby of Jupiter/C. J. Hansen //Icarus. 2004. 1-8. Fasc. 172. Hp. 1-8 DOI: 10.1016/j.icarus.2004.06.018
- Stern A. S. The New Horizons Pluto Kuiper Belt Mission: An Overview with Historical Context//Space Science Reviews. 2008. Fasc. 140. Pp. 3-12 DOI: 10.1007/s11214-007-9295-y
- Galileo Mission to Jupiter -NASA Facts. //NASA/Jet Propulsion Laboratory. URL: http://www.jpl.nasa.gov/news/fact_sheets/galileo 0309.pdf (дата обращения: 15.12.2015).
- Juno Mission to Jupiter -NASA Facts. //NASA/Jet Propulsion Laboratory. URL: http://www.nasa.gov/pdf/316306main_JunoFactSheet_2009sm.pdf (дата обращения: 15.12.2015).
- Boutonnet A., Schoenmaekers J. JUICE: Consolidated Report on Mission Analysis (CReMA)//ESA. 2012. Reference WP-578. Iss. 1, 2012-05-29. 86 p.
- Europa Multiple-Flyby Mission. //NASA/Jet Propulsion Laboratory. URL: http://www.jpl.nasa.gov/missions/europa-mission/(дата обращения: 15.12.2015).
- Europa Lander mission and the context of international cooperation/L. Zelenyi ; the Europa Lander Team//Advances in Space Research. 2011. Vol. 48, iss. 4. P. 615-628.
- The Concept of expedition to Europa, the Jupiter’s satellite/M. B. Martynov //Europa Lander: science goals and experiments: International workshop. Abstract book, 2009. P. 53-54.
- Асюшкин В. А., Викуленков В. П., Ишин С. В. Итоги создания и начальных этапов эксплуатации межорбитальных космических буксиров типа «Фрегат»//Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. 2014. № 1. С. 3-9.
- Об особенностях конструктивно-силовых схем и экспериментальной отработки межорбитального космического буксира «Фрегат» и переходных отсеков/А. С. Бирюков //Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. 2014. № 1. С. 26-36.
- Ефанов В. В., Мартынов М. Б., Пичхадзе К. М. Космические роботы для научных исследований//Наука в России. 2012. № 1. С. 4-14.
- Космические модули комплекса «Фобос-Грунт» для перспективных межпланетных станций/Г. М. Полищук //Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. 2009. № 2. С. 3-7.
- Соловьев Ц. В., Тарасов Е. В. Прогнозирование межпланетных полетов. М.: Машиностроение, 1973. 400 с.
- Minovitch M. The Determination and Characteristics of Ballistic Interplanetary Trajectories under the Influence of Multiple Planetary Attractions//Jet Propulsion Lab. Pasadena, Calif., 1963. Tech. R 32-464. 40 p.
- Радиационные условия миссии к Юпитеру и Европе/М. В. Подзолко //Астрономический вестник. 2009. Т. 43, № 2. С. 125-129.
- Полеты в системе Юпитера с использованием гравитационных маневров около галилеевых спутников/Г. К. Боровин //Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2013. № 72. С. 1-32.
- Гравитационные манёвры космического аппарата в системе Юпитера/Ю. Ф. Голубев //Известия РАН. Теория и системы управления. 2014. № 3. С. 159-177.
- Разработка стратегий исследования системы Юпитера при использовании модели ограниченной задачи четырёх тел/Ю. Ф. Голубев //Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2014. № 50. С. 1-30.
