Сближение ракеты-носителя с каталогизированными космическими объектами в процессе выведения на орбиты с низким наклонением

Проведено имитационное моделирование совместного движения ракеты-носителя, выводящей спутник на околокруговые орбиты высотой до 2 100 км с наклонением до 45°, и группировки каталогизированных космических объектов в детерминированной постановке. Получены распределения относительного расстояния, относительной скорости, угла встречи и моментов времени сближения на относительное расстояние менее 5 км. Определена зависимость средней концентрации сближений от распределения космических объектов по средней высоте орбиты и наклонения целевой орбиты ракеты-носителя. Оценена средняя вероятность сближения ракеты-носителя с каталогизированными космическими объектами в запуске на расстояние менее 100 м.

Литература

[1] ГОСТ Р 25645.167–2005. Космическая среда (естественная и искусственная). Модель пространственно-временного распределения плотности потоков техногенного вещества в космическом пространстве. Москва, Стандартинформ, 2005. 41 с.

[2] Назаренко А.И. Моделирование космического мусора. Москва, ИКИ РАН, 2013. 216 с.

[3] Klinkrad H. Space Debris – Models and Risk Analysis. Chichester, Springer-Verlag, 2006. 430 p.

[4] Вениаминов С.С., ред. Космический мусор — угроза человечеству. Москва, ИКИ РАН, 2013. 207 с.

[5] Donald J. Kessler, Phillip D. Anz-Meador Critical number of spacecraft in low Earth orbit: using satellite fragmentation data to evaluate the stability of the orbital debris environment. Proceedings of the Third European Conference on Space Debris, 19–21 March 2001, Darmstadt, Germany, Netherlands, ESA Publications Division, 2001, pp. 265–272.

[6] Anz-Meador P., Krisko P., Matney M. GEO Evolve 1.0: A Long-Term Debris Evolution Model for the Geosynchronous Belt. The Orbital Debris. Quarterly News, 2000, vol. 5, no. 4. URL: https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/quarterly-news/pdfs/odqnv5i4.pdf (дата обращения 15 ноября 2017).

[7] Patera R.P. Vehicular trajectory collision conflict prediction method. Patent USA no. 20040024527 A1, 2004. 14 p.

[8] Firooz A.A., Rongier I., Wilde P.D., Sgobba T. Safety Design for Space Operations. Oxford, Elsevier Ltd., 2013. 1081 р.

[9] Springer H.K., Miller W.O., Levatin J.L., Pertica A.J., Olivier S.S. Satellite Collision Modeling with Physics-Based Hydrocodes: Debris Generation Predictions of the Iridium-Cosmos Collision Event and Other Impact Events. Proceedings of the Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference, Wailea, Maui, Hawaii, 14–17 September 2010, p. E37.

[10] Steel D. Assessment of the Orbital Debris Collision Hazard for Low-Earth Orbit Satellites. URL: http://www.duncansteel.com/archives/1425 (дата обращения 15 ноября 2017).

[11] Vittaldev V., Russell R.P. Collision Probability for Space Objects Using Gaussian Mixture Models. 23rd AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Spaceflight Mechanics, 10–14 February 2013, Kauai, HI, United States, 2013, pp. 2339–2358.

[12] Hejduk M.D., Plakalovic D., Newman L.K., Ollivierre J.C., Hametz M.E., Beaver B.A., Thompson R.C. Recommended risk assessment techniques and thresholds for launch COLA operations. URL: http://www.astrorum.us/ESW/Files/Recommended_Risk_Assessment_Techniques_and_Thresholds_for_Launch_COLA_Operations_2013.pdf (дата обращения 15 ноября 2017).

[13] Баранов А.А., Каратунов М.О. Методика выявления и оценки сближений космического аппарата с объектами космического мусора. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, № 4. URL: http://engjournal.ru/articles/1485/1485.pdf (дата обращения 15 ноября 2017).

[14] EGM2008 — WGS 84 Version. URL: http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm2008/egm08_wgs84.html (дата обращения 15 ноября 2017).

[15] Игдалов И.М., Кучма Л.Д., Поляков Н.В., Шептун Ю.Д. Динамическое проектирование ракет. Задачи динамики ракет и их космических ступеней. Днепропетровск, Изд-во Днепропетровского национального университета, 2010. 264 с.

[16] Фролов К.В., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV-22: Ракетно-космическая техника. В 2 кн. Кн. 1. Москва, Машиностроение, 2012. 925 с.

[17] Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. Москва, Бином. Лаборатория знаний, 2011. 407 с.

[18] Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 672 с.

[19] Алексеев Ю.С., Златкин Ю.М., Кривцов В.С., Кулик А.С., Чумаченко В.И., ред. Проектирование систем управления объектов ракетно-космической техники. Т. 1: Проектирование систем управления ракет-носителей. Харьков, Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», НПП «Хартрон-Аркос», 2012. 578 с.