Компланарная многовитковая встреча на околокруговой орбите с помощью двигателей малой тяги
- Авторы: Баранов А.А.1, Оливио А.П.2
-
Учреждения:
- Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 23, № 4 (2022)
- Страницы: 283-292
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-8143/article/view/327473
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2022-23-4-283-292
- ID: 327473
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Описан алгоритм, позволяющий рассчитать параметры маневров, исполняемых на нескольких витках двигателем малой тяги, обеспечивающих перелет активного космического аппарата в заданную окрестность целевого космического объекта. Движение происходит в окрестности круговой орбиты. При решении задачи используются линеаризованные уравнения движения. Влияние нецентральности гравитационного поля и атмосферы не учитываются. Определение параметров маневров происходит в три этапа. На первом и третьем этапах параметры импульсного перехода и перехода, выполняемого двигателем малой тяги, определяются аналитически. На втором этапе распределение маневрирования между витками, обеспечивающее решение задачи встречи, осуществляется перебором по одной переменной. Данный метод решения задачи прост и гарантирует высокую надежность определения параметров маневров, что позволяет использовать его на борту космического аппарата. Исследуется зависимость суммарной характеристической скорости решения задачи встречи от числа витков перелета и величины тяги двигателя.
Об авторах
Андрей Анатольевич Баранов
Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН
Email: andrey_baranov@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-1823-9354
кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник
Российская Федерация, 125047, Москва, Миусская пл., д. 4Адильсон 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
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Список литературы
- Prussing JE. Optimal two- and three-impulse fixed-time rendezvous in the vicinity of a circular orbit. AIAA Journal. 1970;8(7):46-56. https://doi.org/10.2514/3.5876
- Marec JP. Optimal space trajectories. Studies in Astronautics (vol. 1). Amsterdam, Oxford, New York: Elsevier Sci. Pub. Co.; 1979.
- 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. (In Russ.)
- Rylov YuP. Control of a spacecraft entering the satellite system using electric rocket engines. Kosmicheskie Issledovaniya. 1985;23(5):691-700.
- 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.)
- Baranov AA. Algorithm for calculating the parameters of four-impulse transitions between close almost-circular orbits. Cosmic Research. 1986;24(3):324-327.
- 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.)
- Gavrilov V, Obukhov E. Correction problem with fixed number of impulses. Kosmicheskie Issledovaniya. 1980;18(2):163-172. (In Russ.)
- 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.)
- Jezewski DJ, Rozendaal HL. An efficient method for calculating optimal free-space n-impulse trajectories. AIAA Journal. 1968;6(11):2160-2165. (In Russ.)
- Baranov AA. Geometric solution of the problem of a rendezvous on close nearly circular coplanar orbits. Cosmic Research. 1989;27(6):689-697.
- Baranov AA, Roldugin DS. Six-impulse maneuvers for rendezvous of spacecraft in near-circular noncoplanar orbits. Cosmic Research. 2012;50(6):441-448.
- Edelbaum TN. Minimum impulse transfer in the vicinity of a circular orbit. Journal of the Astronautical Sciences. 1967;XIV(2):66-73.
- Lebedev VN. Calculation of the motion of a spacecraft with low thrust. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1968. (In Russ.)
- Grodzovsky GL, Ivanov YuN, Tokarev VV. Mechanics of low-thrust space flight. Moscow: Nauka Publ.; 1966. (In Russ.)
- Petukhov VG. Method of continuation for optimization of interplanetary low-thrust trajectories. Cosmic Research. 2012;50(3):249-261. (In Russ.)
- 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.
- Baranov AA. Maneuvering in the vicinity of a circular orbit. Moscow: Sputnik+ Publ.; 2016. (In Russ.)
- Baranov AA. Development of methods for calculating parameters of spacecraft maneuvers in the vicinity of a circular orbit (dissertation of the Doctor of Physical and Mathematical Sciences). Moscow; 2019. (In Russ.) Available from: http://library.keldysh.ru/diss.asp?id=2019-baranov (accessed: 12.08.2022).
- Ulybyshev YuP. Optimization of multi-mode rendezvous trajectories with constraints. Cosmic Research. 2008;46(2):133-145. (In Russ.)
- Clohessy WH, Wiltshire RS. Terminal guidance system for satellite rendezvous. Journal of the Aerospace Sciences. 1960;27(9):653-678. https://doi.org/10.2514/8.8704
- Hill GW. Researches in lunar theory. American Journal of Mathematics. 1878;1:5-26.
- Elyasberg PE. Introduction to the theory of flight of artificial Earth satellites. Moscow: Nauka Publ.; 1965. (In Russ.)
- Baranov AA, Prado AFB, Razumny VY, Baranov Jr. Optimal low thrust transfers between close near-circular coplanar orbits. Cosmic Research. 2011;49(3): 269-279. https://doi.org/10.1134/S0010952511030014
Дополнительные файлы
