К вопросу осуществления маневров космическими аппаратами

Рассмотрен вопрос выполнения маневров космическими аппаратами. Составлена математическая модель небесного тела и космического аппарата, находящегося в гравитационном поле Земли. Создано шесть видов изменения положения космического аппарата на орбите, что обеспечило возможность корректировки его местоположения в разных плоскостях. На основе составленной модели, разработаны алгоритм и программа для моделирования движения тел. С помощью программы исследованы четыре вида маневров: двух- и трехимпульсные, изменения наклонения орбиты и увеличения высоты орбиты. Для увеличения высоты орбиты использован ионный двигатель малой мощности. Характеристики двигателя имели следующие значения: тяга — 0,001 Н, массовый расход — 52?10–9 кг/c. Приведены расчетные выражения и построены диаграммы траекторий космического аппарата в ходе выполнения указанных маневров. Разработанная программа дает возможность анализа траектории космического аппарата с двигателями малой мощности.
EDN: GOSXQN, https://elibrary/gosxqn

Литература

[1] Глушков А.В., Улыбышев С.Ю. Применение режима тактовой работы к двигательной установке для высокоточного орбитального маневрирования и переориентации космического аппарата. Труды МАИ, 2018, № 101. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=96960

[2] Баранов А.А., Гришко Д.А., Чернов Н.В. Облет низкоорбитальных объектов крупногабаритного космического мусора с их последовательным уводом на орбиту захоронения. Наука и образование: научное издание, 2016, № 4, с. 48–64. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26537119

[3] Фадин И.А., Пирухин В.А., Исупов А.А. Алгоритм расчета погрешности оценки параметров движения космического объекта с использованием модификации метода космической триангуляции по избыточной измерительной информации. Известия ТулГУ. Технические науки, 2023, № 4, с. 45–51.

[4] Назаренко Ю.В., Сафронов В.В. Проблема загрязнения космического пространства. Актуальные проблемы авиации и космонавтики, 2015, т. 2, № 11, с. 471–473.

[5] Чувилкина Е.В., Хнырева Е.С. Исследование проблемы космического мусора в околоземном пространстве. XVII Королевские чтения. Всерос. молодеж. науч. конф. с межд. участием. Т. 1. Самара, Изд-во Самар. ун-та, 2023, с. 87.

[6] Улыбышев Ю.П., Соколов А.В., Гунченко М.Ю. Баллистико-навигационное обеспечение полета космических аппаратов «ЯМАЛ-200». Космическая техника и технологии, 2023, № 4, с. 75–88.

[7] Ячков И.В., Егоров А.Ю., Сапаров И.И. и др. Электродуговые микродвигатели в системах малых космических аппаратов, оптимизация их функциональности и повышение эффективности космических миссий. Международный журнал гуманитарных и естественных наук, 2023, № 12-5, с. 83–86, doi: https://doi.org/10.24412/2500-1000-2023-12-5-83-86

[8] Curtis H.D. Orbital mechanics for engineering students. Butterworth-Heinemann, 2020. 780 p.

[9] Белоконов И.В. Комплекс методик повышения точности маневрирования наноспутника с двигательной установкой. Дис. … канд. техн. наук. Самара, Самарский ун-т, 2023. 119 с.

[10] Pak D. Linearized equations for J2 perturbed motion relative to an elliptical orbit. Master thesis. San Jose State University, 2005. 108 p.

[11] Левский М.В. Использование универсальных переменных в задачах оптимального управления ориентацией космических аппаратов. Мехатроника, автоматизация, управление, 2014, № 1, с. 53–59.

[12] Голубев Ю.Ф. Алгебра кватернионов в кинематике твердого тела. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2013, № 39. URL: https://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2013-39

[13] Салмин В.В., Петрухин К.В., Кветкин А.А. Моделирование процессов управления орбитами космических аппаратов с двигателями малой тяги. ИТНТ-2018. Самара, Новая техника, 2018, с. 2803–2812.

[14] Баранов А.А. Разработка методов расчета параметров маневров космических аппаратов в окрестностях круговой орбиты. Дисс. … док. физ.-мат. наук. Москва, ИПМ РАН, 2019. 304 с.

[15] De Ruiter A.H., Damaren C., Forbes J.R. Spacecraft dynamics and control. An introduction. Wiley, 2012. 592 p.

[16] Гордиенко Е.С., Ивашкин В.В. Анализ оптимального трехимпульсного перехода на орбиту искусственного спутника Луны. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, № 3, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2016-3-1472