Отправить статью по E-mail 
Метод сближения тросовой системы с неуправляемым космическим объектом
- Авторы: Заболотнов Ю.М.1,2, Ван Ч.2, Минь Ч.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский ун-т
- Северо-западный политехнический ун-т
- Выпуск: № 1 (2025)
- Страницы: 3-16
- Раздел: УПРАВЛЕНИЕ В ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ
- URL: https://ogarev-online.ru/0002-3388/article/view/293727
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338825010016
- EDN: https://elibrary.ru/AGENGR
- ID: 293727
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Рассматривается задача сближения тросовой системы с неуправляемым космическим объектом (космическим мусором, грузом и т.д.) на почти круговой околоземной орбите. Предлагается метод сближения, который заключается в предварительном переводе активного космического аппарата на орбиту, параметры которой подбираются так, чтобы в своем относительном движении он перемещался по траектории, близкой к эллипсу, относительно пассивного космического объекта. Далее происходит развертывание тросовой системы с устройством захвата в радиальном направлении, причем длина троса примерно соответствует малой полуоси эллипса относительного движения. После окончания выпуска троса вся система продолжает вращаться вокруг пассивного космического объекта. В этом случае имеется возможность дополнительной коррекции длины троса с целью уменьшения минимального расстояния между устройством захвата и грузом. Для управления движением активного космического аппарата используются реактивные двигатели, составляющие непрерывной тяги которых направлены по трансверсали и бинормали орбиты. Приводятся результаты сквозного моделирования в геоцентрической неподвижной системе координат рассматриваемых этапов наведения устройства захвата на пассивный космический объект в пространственном случае, включая оценку влияния процесса захвата на последующее движение всей системы с грузом при его транспортировке.
Полный текст
Об авторах
Ю. М. Заболотнов
Самарский национальный исследовательский ун-т; Северо-западный политехнический ун-т
Автор, ответственный за переписку.
Email: yumz@yandex.ru
Россия, Самара; КНР
Чанцин Ван
Северо-западный политехнический ун-т
Email: wangcq@nwpu.edu.cn
Китай, КНР
Чжэн Минь
Самарский национальный исследовательский ун-т
Email: 1136032887@qq.com
Россия, Самара
Список литературы
- Williams P., Blanksby C., Trivailo P., Fujii H. A. In-plane Payload Capture Using Tethers // Acta Astronautica. 2005. V. 57, № 10. P. 772–787.
- Trushlyakov V., Yudintsev V. Dynamics of Rotating Tethered System for Active Debris Removal // Acta Astronautica. 2022. V. 195. P. 405–415.
- Zhu W., Pang Z., Si J., Gao G. Dynamics and Configuration Control of the Tethered Space Net Robot Under a Collision with High-speed Debris // Advances in Space Research. 2022. V. 70, № 5. P. 1351–1361
- Wang B., Meng Z., Huang P. Attitude Control of Towed Space Debris Using Only Tether // Acta Astronautica. 2017. V. 138. P. 152–167.
- Lu H., Li Ai., Wang Ch., Zabolotnov Yu. Impact Stabilization of Spinning Tether Systems After Nonideal Rendezvous // Spacecraft and Rockets. 2022. V. 60, № 3. P. 1–9.
- Aslanov V. S., Pikalov R. S., Gunchin E. R. Control of the Rendezvous of Two Spacecraft Using a Tether System // Russian Aeronautics. 2020. V. 63. № 1. P. 171–175.
- Sean Cl., William J. Control of Space Debris Using an Elastic Tether and Wave-Based Control // J. Guidance, Control, and Dynamics. 2016. V. 39, № 6. P. 1–15.
- Zhang Y., Huang P., Meng Zh., Liu Zh. Precise Angles-Only Navigation for Noncooperative Proximity Operation with Application to Tethered Space Robot // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2018. V. 27, № 3. P. 1139–1150.
- Aslanov V. S., Ledkov A. S. Survey of Tether System Technology for Space Debris Removal Missions // J. Spacecraft and Rockets. 2023. https://doi.org/10.2514/1.A35646
- Основы теории полета космических аппаратов / Под. ред. Г. С. Нариманова и М. К. Тихонравова. М.: Машиностроение, 1972. 608 с.
- Балахонцев В. Г., Иванов В. А., Шабанов В. И. Сближение в космосе. М.: Воениздат, 1973. 240 с.
- Ермилов Ю. А., Иванова Е. Е., Пантюшин С. В. Управление сближением космических аппаратов. М.: Наука, 1977. 448 с.
- Заболотнов Ю. М. Управление развертыванием орбитальной тросовой системы, состоящей из двух малых космических аппаратов // Космич. исслед. 2017. Т. 55. Вып.3. С. 236–246.
- Беллман Р. Динамическое программирование. М.: Изд-во иностр. лит., 1960. 400 с.
- Летов А. М. Динамика полета и управление. М.: Наука, 1969. 360 с.
- Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем. М.: Едиториал УРСС, 2004. 400 с.
- Дмитриевский А. А., Иванов Н. М., Лысенко Л. Н., Богодистов С. С. Баллистика и навигация ракет. М.: Машиностроение, 1985. 310 с.
- Trushlyakov V., Yudintsev V. Systems Engineering Design and Optimization of an Active Debris Removal Mission of a Spent Rocket Body Using Piggyback Autonomous Module // Advances in the Astronautical Sciences. 2017. V. 161. P. 667–681.
- Kruijff M. Tethers in Space. Netherlands: Delta-Utec Space Research, 2011. 423 с.
- Белецкий В. В., Левин Е. М. Динамика космических тросовых систем. М.: Наука, 1990. 336 с.
- Иванов Н. М., Лысенко Л. Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. М.: Дрофа, 2004. 544 с.
- Микрин Е. А., Михайлов М. В. Ориентация, выведение, сближение и спуск космических аппаратов по измерениям от глобальных спутниковых навигационных систем. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. 357 с.
- Аншаков Г. П., Голяков А. Д., Петрищев В. Ф., Фурсов В. А. Автономная навигация космических аппаратов. Самара: Государственный научно-производственный ракетно-космический центр “ЦСКБ – Прогресс”, 2011. 486 с.
Дополнительные файлы
