An analysis of optimal trajectories for space mission to asteroid Apophis with return to Earth
UDC
521.1; 629.78EDN
RUBBXHAbstract
Energy optimal trajectories for space mission to dangerous asteroid Apophis with return to Earth are investigated in the paper. Two groups of the flights are studied: the flights that use combined jet engines with a high thrust chemical engine and a low thrust electric-jet engine; and the space flights that use only high thrust engines. The rocket "Soyuz-FG" with upper stage "Fregat" is proposed to be used for the spacecraft launch and escape. There are determined optimal trajectories for the mission during 2019-2022 years. It is shown that using electric jet engine allows essential improving of the mission characteristics.
Keywords:
optimal space trajectories, optimal control, electric-jet low thrust, high thrust, interplanetary flight, asteroid Apophis, space mission to Apophis, return to EarthReferences
- Ахметшин Р.З., Ефимов Г.Б., Жирнов В.А., Энеев Т.М. О возможности достижения астероидов Главного пояса космическим аппаратом с ЭРД // Препринт Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. 2004. №77. 31 с.
- Ивашкин В.В., Крылов И.В. Оптимальные траектории перелета КА с малой электрореактивной тягой к астероиду Апофис // ДАН. 2012. Т. 445. №1. C. 32-36.
- Ивашкин В.В., Крылов И.В., Лан А. Оптимальные траектории для экспедиции КА к астероиду Апофис с возвращением к Земле // Астрономический вестник. 2013. Т. 47. №4. С. 361-372.
- Гродзовский Г.М., Иванов Ю.Н., Токарев В.В. Механика космического полета. Проблемы оптимизации. М.: Наука, 1975. 704 c.
- Беллман Р. Динамическое программирование. М.: Издательство иностранной литературы, 1960. 400 c.
- Моисеев Н.Н. Численные методы в теории оптимальных систем. М.: Наука, 1971. 424 c.
- Черноусько Ф.Л., Баничук Н.В. Вариационные задачи механики и управления. Численные методы. М.: Наука, 1973. 240 с.
- Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Физматиздат, 1983. 392 c.
- Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. М.: Наука, 1969. 408 с.
- Ивашкин В.В., Крылов И.В. Комплексный метод оптимизации космических траекторий с малой тягой и его применение к задаче перелёта от Земли к астероиду Апофис // Препринт Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. 2011. №56. 32 с.
- На Ц. Вычислительные методы решения граничных задач. М.: Мир, 1982. 296 с.
- Григолюк Э.И., Шалашин В.И. Проблемы нелинейного деформирования. М.: Наука, 1988. 232 c.
- Жулин С.С. Метод продолжения по параметру и его приложение к задачам оптимального управления // Вычислительные методы и программирование. 2007. Т. 8. С. 205-217.
- Петухов В.Г. Метод продолжения для оптимизации межпланетных траекторий с малой тягой // Космические исследования. 2012. Т. 50. №3. С. 258-270.
Downloads
Downloads
Dates
Submitted
Accepted
Published
How to Cite
License
Copyright (c) 2013 Ивашкин В.В., Крылов И.В., Лан А.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
