Исследование характеристик траекторий космического аппарата для экспедиции Земля-Апофис-Земля

  • Лан А. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
  • Ивашкин В.В. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
УДК: 521.1+629.78

Аннотация

Работа посвящена исследованию баллистико-траекторных характеристик экспедиции к потенциально опасному астероиду Апофис с возвратом к Земле для изучения этого астероида и уменьшения астероидной опасности. Определены и проанализированы оптимальные по максимуму полезной массы КА траекторий для экспедиции Земля-Апофис-Земля с ДУ "большой тяги". Показана принципиальная возможность осуществления космической экспедиции З-А-З на основе ракет-носителей (РН) "Союз-ФГ", "Союз-2", "Зенит" и разгонного блока (РБ) "Фрегат". Численные методом анализируется пассивное орбитальное движения КА и мини-аппарата с радиомаяком около астероида Апофис с учетом возмущений от притяжения небесных тел, несферичности астероида и давления Солнечного света. Сделан анализ возможности создания стабильных орбит спутника астероида Апофис с достаточно продолжительным временем жизни для выполнения научно-исследовательных задач и обеспечения оптимального времени ожидания КА у Апофиса.

Ключевые слова: астероид Апофис, миссия Земля-Апофис-Земля, двигательные установки большой тяги, оптимальные траектории полета КА, орбитальное движение спутника, искусственный спутник Апофиса, давление Солнечного света, несферичность астероида, время жизни спутника

Информация об авторах

Аньци Лан
аспирантка кафедры динамики и управления полетом ракет и космических аппаратов Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана
e-mail: seatu_angel@126.com
Вячеслав Васильевич Ивашкин
д-р физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, отдел механики космического полета и управления движением, профессор кафедры динамики и управления полетом ракет и космических аппаратов Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана
e-mail: Ivashkin@keldysh.ru

Литература

  1. Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра / Под ред. Б.М. Шустова, Л.В. Рыхловой. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. 384 с.
  2. В.Г. Поль, А.В. Симонов, К.Г. Суханов. О стабильности орбиты спутника малого небесного тела, возмущаемого внешним телом // Вестник НПО им. СА Лавочкина. 2010, № 2. С. 17-23.
  3. Sandford S A. The Power of Sample Return Missions-Stardust and Hayabusa [J] // Proc. of the International Astronomical Union. 2011, Vol. 7(S280). P. 275-287.
  4. Ajluni T, Everett D, Linn T, et al. OSIRIS-REx, returning the asteroid sample [C] // Aerospace Conference, 2015, IEEE., 2015. P. 1-15.
  5. Ильин В.А., Кузмак Г.Е. Оптимальные перелеты космических аппаратов с двигателями большой тяги. М.: Наука. 1976. 744 с.
  6. Соболь И.М., Статинков Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. 110 с.
  7. Glandorf D.R. Lagrange Multipliers and the State Transition Matrix for Coasting Arcs // AIAA Journal. 1968. Vol. 7. No. 2. P. 363-365.
  8. Lion P.M., Handelsman M. The Primer Vector on Fixed-Time Impulsive Trajectories // AIAA Journal. 1968. Vol. 6, No. 1. P. 127-132.
  9. Лан Аньци. Анализ космических траекторий для экспедиции Земля-Апофис-Земля и движения космического аппарата вокруг астероида Апофис // Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 7.
  10. Pravec P., Scheirich P., Durech J., et al. The tumbling spin state of (99942) Apophis // Icarus. 2014. Vol. 233, P. 48-60.
  11. Ивашкин В.В., Лан А. Анализ орбитального движения космического аппарата вокруг астероида Апофис. // Доклады Академии Наук. 2016. Т. 468. № 4. C. 403-407.
  12. Anqi Lang, V.V. Ivashkin. Dynamics of Spacecraft Orbital Motion around Asteroid Apophis // Proc. of the International Astronautical Congress, IAC. 2016. Paper IAC-16-C1,6,2,x33922, 12 p.
  13. Ивашкин В.В., Лан А. Анализ орбитального движения спутника астероида Апофис. // Космические исследования. 2017. Т. 55. № 4. C. 268-277.
  14. Дубошин Г.Н. Небесная механика. Основные задачи и методы. М.: Наука, 1975. 799 с.
Страницы
93-101
Прислано
2017-10-01
Опубликовано
2017-12-28