PROGRAM CONTROL OF A SPACECRAFT WITH ELECTRIC PROPULSION ENGINES IN THE VICINITY OF AN ASTEROID

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article considers the control of the center of mass motion of a spacecraft with a low-thrust propulsion system in the vicinity of an irregularly shaped asteroid. Formation of the motion control program during mission planning is complicated by incomplete knowledge of the asteroid’s gravity. A superposition of N attractive points rotating with the asteroid’s own angular velocity at a constant distance can be used as a mathematical model of the asteroid’s gravitational potential. A preliminary study of the research object allows calculating the characteristics of such a model with two attractive centers. Software control in the vicinity of the asteroid for target maneuvers is formed on the basis of a combination of locally optimal control laws and the developed algorithm of relay switching between them with a dead zone. The developed algorithms and methods are illustrated by the results of modeling the spacecraft motion in the vicinity of the asteroid 433 Eros.

About the authors

O. L. Starinova

Samara National Research University

Email: Starinova.OL@ssau.ru

D. Chen

Nanjing University of Science and Technology

P. V. Fadeenkov

Samara National Research University

References

  1. Полищук Г.М., Пичхадзе К.М. Автоматические космические аппараты для фундаментальных и прикладных научных исследований // М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. 659 c.
  2. Estublier D., Saccoccia G., Gonzalez J. Electric Propulsion on SMART-1// ESA Bulletin. 2007. № 129. P. 40–46.
  3. Sanctis De., Cristina M. Vesta’s Mineralogical Composition as Revealed by the Visible and Infrared Spectrometer on Dawn // Meteoritics & Planetary Science. 2013, V. 48. Iss. 11. P. 2166–2184.
  4. Accomazzo A., Lodiot S., Companys V. Rosetta Mission Operations for Landing // Acta Astronautica. 2016. V. 125. P. 30–40.
  5. Rayman M., Varghese P., Lehman D., Livesay L. Results from the Deep Space 1 Technology Validation Mission // Acta Astronautica. 2000. V. 47. Iss. 2–9. P. 475–487.
  6. Foing B., Racca G., Marini A., Evrard E., Stagnaro L., Almeida M. et al. SMART-1 Mission to the Moon: Status, First Results and Goals // Advances in Space Research. 2006. V. 37. Iss. 1. P. 6–13.
  7. Мартынов М.Б., Петухов В.Г. Концепция применения электроракетной двигательной установки в научных космических проектах: преимущества и особенности, примеры реализации // Вестн. НПО им. С.А. Лавочкина. 2011. № 2. C. 3–11.
  8. Petukhov V.G., Konstantinov M.S., Vuk V.S. Simultaneous Optimization of the Low-thrust Trajectory and the Main Design Parameters of the Spacecraft // Advances in the Astronautical Sciences. 2017. V. 161. P. 639–653.
  9. Слюта Е.Н. Форма малых тел Солнечной системы // Астрономический вестник. Исследования солнечной системы. 2014. Т. 48. № 3. 234 c.
  10. Columbi E., Anil N., Hirani B., Benjamin F., Villaс F. Structure Preserving Approximations of Conservative Forces for Application to Small-Body Dynamics // Journal of Guidance, Control and Dynamics. 2009. V. 32. № 6. P. 1847–1858.
  11. Эльясберг П.Е. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли. М.: Наука, 1965. 540 с.
  12. Starinova O.L., Shornikov A.Y., Nikolaeva E.A. Electrospinning and Electrospraying – Techniques and Applications: Using the iESP Installed on the Space Station Moving in an Irregular Gravitational Field of the Asteroids Eros and Gaspra. London: IntechOpen Limited, 2019. Chap. 5. P. 89–107.
  13. Старинова О.Л. Расчет межпланетных перелетов космических аппаратов с малой тягой. Изд. 2-е. М.: ЛЕНАНД, 2020. 200 с.
  14. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ: “Моделирование движения КА с ЭРДУ, предназначенных для исследования малых тел Солнечной системы”. Патент № 2022612731; 28.02.2022.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».