Некомпланарная встреча на околокруговой орбите с помощью двигателя малой тяги

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлен метод, позволяющий вычислить параметры маневров, выполняемых на нескольких витках с применением двигателя малой тяги. Эти маневры обеспечивают перелет активного космического аппарата в пределы заданной области целевого космического объекта. Перелет осуществляется в окрестности круговой орбиты. Для решения данной задачи применяются упрощенные математические модели движения. Влияние нецентральности гравитационного поля и атмосферы в расчетах не учитывается. Процесс определения параметров маневров разбит на несколько этапов: на первом и третьем этапах параметры импульсного перехода и перехода, осуществляемого двигателем малой тяги, вычисляются с использованием аналитических методов. На втором этапе распределение маневрирования между витками, обеспечивающее успешное решение задачи встречи, определяется путем изменения одной переменной. Данный метод отличается простотой и высокой надежностью в определении параметров маневров, что делает его применимым на борту космических аппаратов. В рамках исследования также проведен анализ зависимости суммарной характеристической скорости решения задачи встречи от величины тяги двигателя. Параметры маневров могут быть уточнены с помощью итерационной процедуры, чтобы учесть основные возмущения.

Об авторах

Андрей Анатольевич Баранов

Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН

Email: andrey_baranov@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-1823-9354
SPIN-код: 6606-3690

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник

Москва, Россия

Адилсон Педро Оливио

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: pedrokekule@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5632-3747

аспирант, департамент механики и процессов управления, инженерная академия

Москва, Россия

Список литературы

  1. Prussing JE. Optimal two- and three-impulse fixedtime rendezvous in the vicinity of a circular orbit. AIAA Journal. 1970;8(7):46-56. https://doi.org/10.2514/3.5876
  2. Marec J.P. Optimal space trajectories (vol. 1). Amsterdam, Oxford, New York: Elsevier Sci. Publ. Co.; 1979.
  3. Bulynin YuL. Ballistic support for orbital motion control of geostationary spacecraft at various stages of operation. System Analysis, Control and Navigation: Abstracts of Reports. Crimea, Yevpatoria; 2008. P. 73-74 ISBN 978-5-4465-3279-7. (In Russ.)
  4. Rylov YuP. Control of a spacecraft entering the satellite system using electric rocket engines. Kosmicheskie issledovaniya. 1985;23(5):691-700. (In Russ.)
  5. Kulakov AYu. Model and algorithms of reconfiguration of the spacecraft motion control system (dissertation of the candidate of Technical Sciences). St. Petersburg; 2017. (In Russ.)
  6. Tkachenko IS. Analysis of key technologies for creating multisatellite orbital constellations of small spacecraft. Ontology of Designing. 2021;11(4):478-499. https://doi.org/10.18287/2223-9537-2021-11-4-478-499
  7. Bazhinov IK, Gavrilov VP, Yastrebov VD, et al. Navigation support for the flight of the Salyut - 6Soyuz-Progress orbital complex. Moscow: Nauka Publ.; 1985. (In Russ.)
  8. Baranov A.A. Algorithm for calculating the parameters of four-impulse transitions between close almostcircular orbits. Cosmic Research. 1986;24(3):324-327.
  9. Lidov ML. Mathematical analogy between some optimal problems of trajectory corrections and selection of measurements and algorithms of their solution. Kosmicheskie Issledovaniya. 1971;9(5):687-706. (In Russ.)
  10. Gavrilov V, Obukhov E. Correction problem with fixed number of impulses. Kosmicheskie Issledovaniya.1980;18(2):163-172. (In Russ.)
  11. Lion PM, Handelsman M. Basis-vector for pulse trajectories with a given flight time. Rocket Technology and Cosmonautics. 1968;6(1):153-160. (In Russ.)
  12. Jezewski DJ, Rozendaal HL. An efficient method for calculating optimal free-space n-impulse trajectories. AIAA Journal. 1968;6(11):2160-2165. (In Russ.)
  13. Baranov AA. Geometric solution of the problem of a rendezvous on close nearly circular coplanar orbits. Cosmic Research. 1989;27(6):689-697.
  14. Baranov AA, Roldugin DS. Six-impulse maneuvers for rendezvous of spacecraft in near-circular non-coplanar orbits. Cosmic Research. 2012;50(6):441-448.
  15. Edelbaum TN. Minimum Impulse Transfer in the Vicinity of a Circular Orbit. Journal of the Astronautical Sciences. 1967;XIV(2):66-73.
  16. Lebedev VN. Calculation of the motion of a spacecraft with low thrust. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1968. (In Russ.)
  17. Grodzovsky GL, Ivanov YuN, Tokarev VV. Mechanics of low-thrust space flight. Moscow: Nauka Publ.; 1966. (In Russ.)
  18. Petukhov VG. Continuation method for optimization of low-thrust interplanetary trajectories. Cosmic Research. 2012;50(3):258-270. (In Russ.) EDN: OXXIVF
  19. Petukhov VG, Olívio AP. Optimization of the finite-thrust trajectory in the vicinity of a circular orbit. Advances in the Astronautical Sciences. 2021;174:5-15.
  20. Baranov AA. Maneuvering in the vicinity of a circular orbit. Moscow: Sputnik+ Publ.; 2016. (In Russ.)
  21. Ulybyshev YuP. Optimization of multi-mode rendezvous trajectories with constraints. Cosmic Research. 2008;46(2):133-145. (In Russ.)
  22. Ilyin VA, Kuzmak GE. Optimal flights of space-craft. Moscow: Nauka Publ.; 1976. (In Russ.)
  23. Baranov AA, Olivio AP. Coplanar multi-turn rendezvous in near-circular orbit using a low-thrust engine. RUDN Journal of Engineering Research. 2022; 23(4):283-292. http://doi.org/10.22363/2312-8143-2022-23-4-283-29
  24. Baranov A.A, de Prado AFB, Razumny VY., Baranov Jr.AA. Optimal low-thrust transfers between close near-circular coplanar orbits. Cosmic Research. 2011;49(3):269-279. https://doi.org/10.1134/S0010952511030014
  25. Clohessy WH, Wiltshire RS. Terminal Guidance System for Satellite Rendezvous. Journal of the Aero-space Sciences. 1960;27(9):653-678. https://doi.org/10.2514/8.8704
  26. Hill GW. Researches in Lunar Theory. American Journal of Mathematics. 1878;1:5-26.
  27. Elyasberg PE. Introduction to the theory of flight of artificial Earth satellites. Moscow: Nauka Publ.; 1965. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).