Заключение - Космический аппарат

В работе была разработана методика расчета гало-орбит вокруг точки либрации L2 системы Солнце-Земля. Для расчета начальной скорости КА и величин корректирующих импульсов движение КА представляется как суперпозиция трех составляющих: ограниченной, возрастающей и убывающей. Разработанная методика позволяет производить корректирующие импульсы так, чтобы компенсировать влияние возрастающей компоненты. Данная методика была реализована в пакете GMAT.

При помощи данной методики было проведено исследование зависимости суммарного импульса миссии от места и направления исполнения корректирующих импульсов. Для данного исследования было проведено моделирование движения КА по трем различным ало-орбитам на протяжении 350 оборотов. Полученные данные показали, что наиболее эффективно производить корректирующие импульсы в направлении, близком к направлению неустойчивости, в точках, соответствующих -100°?б?100°, где б - угол между радиус-вектором КА в системе координат, связанной с точкой L2 и осью X.

Также было проведено исследование зависимости погрешности определения параметров КА на эволюцию геометрии орбиты. Для этого было проведено моделирование движения КА на 10000 орбит для каждого отклонения параметров от номинальных. Полученные результаты показали, что зависимость отклонения КА от номинальной орбиты от времени при различных отклонениях носит экспоненциальный характер.

В данном исследовании также была разработана методика расчета направления устойчивости и неустойчивости. Она основана на подборе такого направления изменения скорости КА, при котором аппарат как можно дольше находится на орбите. Расчет был произведен для двух типов орбит - ограниченных орбит, лежащих в плоскости эклиптики (плоских орбит Ляпунова), и гало-орбит. Было показано, что координата Z значительно влияет на направление неустойчивости. Для полученных данных были разработаны два варианта интерполяции направления неустойчивости.

Полученные результаты были применены при моделировании движения КА на различных гало-орбитах с начальными координатами по оси Z: 200000 км, 400000 км, 600000 км и 1000000 км. Моделировалось движение КА на данных гало-орбитах на протяжении 4000 дней, импульсы коррекции исполнялись 1 раз в 40 дней. При этих расчетах методом Монте-Карло было проведено моделирование технических ограничений на точность определения положения КА (5 км), скорости КА (15 см) и выдачу корректирующего импульса (6%). За счет исполнения корректирующих импульсов в направлении неустойчивости удалось достичь значительной экономии суммарного импульса (от 16% до 22% по сравнению с исполнением импульсов коррекции в направлении Солнце-Земля).

Результаты, описанные в п.3.1, были получены в рамках исследования для НПО им. С. А. Лавочкина. Также результаты, представленные в п.3.1, 3.2, 3.3 были представлены на следующих конференциях:

    - XIII научно-техническая конференция "Авиакосмические технологии - 2014", Таруса, 2014 г.; - XIII международная конференция "Авиация и космонавтика - 2014", МАИ, Москва, 2014 г.; - "Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов НИУ ВШЭ им. Е. В. Арменского", МИЭМ НИУ ВШЭ, Москва, 2015 г. (за выступление автором получен диплом 2-ой степени); - XII конференция молодых ученых "Фундаментальные и прикладные космические исследования", ИКИ РАН, Москва, 2015 г.; - "Новые информационные технологии в автоматизированных системах", МИЭМ НИУ ВШЭ, Москва, 2015 г.

Похожие статьи




Заключение - Космический аппарат

Предыдущая | Следующая