Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Облёт низкоорбитальных объектов крупногабаритного космического мусора с их последовательным уводом на орбиту захоронения

# 04, апрель 2016
DOI: 10.7463/0416.0838417
Файл статьи: SE-BMSTU...o064.pdf (1379.88Кб)
авторы: Баранов А. А.1,2, Гришко Д. А.1,*, Чернов Н. В.1

УДК 629.78, 531.551

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

2 Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН,
Москва, Россия

Крупногабаритные объекты космического мусора, имеющие площадь поперечного сечения более 5 м2 и располагающиеся на низких орбитах, могут быть объединены, исходя из их пространственного распределения, в пять неструктурированных групп. Орбиты объектов каждой из групп имеют близкие наклонения и большие полуоси, в то время как отклонения по долготе восходящего узла (ДВУ) могут быть любыми по величине. Особенности изменения взаимной ориентации орбитальных плоскостей объектов внутри группы показаны на портрете эволюции отклонений ДВУ. Облёт объектов выполняется одним активным космическим аппаратом (КА), который после захвата объекта ККМ уводит его на специально рассчитываемую круговую или эллиптическую орбиту захоронения, а затем через некоторое время возвращается за новым объектом.
Задача расчёта манёвров облёта фактически разбивается на две независимые подзадачи. Во-первых, для каждого объекта группы при помощи специального программного комплекса могут быть определены параметры его ОЗ, следовательно, можно рассчитать манёвры компланарного перевода объекта ККМ на эту орбиту. Во-вторых, зная, что перелёт к новому объекту ККМ осуществляется с ОЗ предыдущего объекта в момент совпадения ДВУ их орбитальных плоскостей, можно вычислить параметры маневров возвращения за новым объектом при помощи численно-аналитического алгоритма решения задачи некомпланарной встречи средней продолжительности.
Продолжительность нахождения активного КА на орбите захоронения определяется разностью скоростей прецессии плоскости орбиты захоронения сведённого объекта и плоскости орбиты следующего объекта ККМ. Использование круговой ОЗ приводит к тому, что объект ККМ сразу выводится из области долговременного существования орбит активных КА и других объектов ККМ (выше 700 км), в то время как апогей эллиптической орбиты в течение 10 лет остаётся в указанной области. При формировании эллиптических ОЗ и при возвращении с них за новым объектом требуется примерно на 30% меньше СХС по сравнению с круговыми ОЗ. Риск столкновения уводимого на эллиптическую ОЗ объекта с другими космическими объектами в течение этих 10 лет составляет 50% от риска столкновения при сохранении текущей конфигурации орбит. Приведены результаты расчёта манёвров облёта первых трёх групп ККМ.

Список литературы
  1. Liou J.-C., Johnson N.L. Characterization of the cataloged Fengyun-1C fragments and their long-term effect on the LEO environment // Advances in Space Research. 2009. Vol. 43, no. 9. P. 1407-1415. DOI: 10.1016/j.asr.2009.01.011
  2. Kessler D.J., Cour-Palais B.G. Collision frequency of artificial satellites: The creation of a debris belt // Journal of Geophysical Research. 1978. Vol. 83, iss. A6. P. 2637-2646.DOI: 10.1029/JA083iA06p02637
  3. White A.E., Lewis H.G.An adaptive strategy for active debris removal //Advances in Space Research. 2014.Vol. 53, iss. 8. P. 1195-1206. DOI: 10.1016/j.asr.2014.01.021
  4. Liou J.-C. An active debris removal parametric study for LEO environment remediation // Advances in Space Research. 2011. Vol. 47, iss. 11. P. 1865-1876. DOI: 10.1016/j.asr.2011.02.003
  5. Lewis H.G., White A.E., Crowther R., Stokes H. Synergy of debris mitigation and removal // Acta Astronautica. 2012. Vol. 81, iss. 1. P. 62-68. DOI: 10.1016/j.actaastro.2012.06.012
  6. Баранов А.А., Гришко Д.А.Способы уменьшения энергетических затрат при облете элементов спутниковой группировки // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2014.   8   (8). С. 39-48.
  7. Satellite Catalog (SATCAT) // СelesTrak: website. Режим доступа:http://www.celestrak.com/satcat/search.asp (дата обращения 21.11.2013).
  8. Трушляков В.И., Юткин Е.А. Обзор средств стыковки и захвата объектов крупногабаритного космического мусора // Омский научный вестник. 2013. № 2 (120). С. 56-61.
  9. Emanuelli M., Ronse A., Tintori C., Trushlyakov V.I. A space debris removal mission using the orbital stage of launchers //Динамикасистем, механизмовимашин. 2012. № 2. C. 185-218. Режим доступа: http://elibrary.ru/item.asp?id=21653625 (дата обращения 23.07.2015).
  10. Castronuovo M.M. Active space debris removal—A preliminary mission analysis and design // Acta Astronautica. 2011.Vol. 69, iss. 9-10. P. 848-859. DOI: 10.1016/j.actaastro.2011.04.017
  11. Low Earth Orbit Large Debris Removal // Ad Astra Rocket Company (AARC): company website. Режим доступа: http://www.adastrarocket.com/aarc/debris (дата обращения 10.06.2013).
  12. Баранов А.А., Гришко Д.А.Баллистические аспекты облета крупногабаритного космического мусора на низких околокруговых орбитах //Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2015.№ 4. С. 143-154. DOI: 10.7868/S0002338815040058
  13. Baranov A.A., Grishko D.A., Razoumny Y.N. Ballistic scheme selection for maneuvering inside a constellation with continuously changing configuration // Proc. of the C1. Astrodynamics Symposium, 2015, 13 October.
  14. Баранов А.А.,Гришко Д.А.,Медведевских В.В.,Лапшин В.В. Решение задачи облёта объектов крупногабаритного космического мусора на солнечно-синхронных орбитах // Космические исследования. 2016. № 3.
  15. Голиков А.Р., Баранов А.А., Будянский А.А., Чернов Н.В . Выбор низковысотных орбит захоронения и перевод на них выработавших свой ресурс космических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2015. № 4 (103). C . 4-19. DOI :10.18698/0236-3941-2015-4-4-19
  16. Голиков А.Р. Численно-аналитическая теория THEONA движения искусственных спутников небесных тел // Космические исследования. 2012. Т. 50, № 6. С. 480-489.
  17. Баранов А.А. Численно-аналитическое определение параметров маневров многовитковой встречи КА на близких околокруговых некомпланарных орбитах // Космические исследования. 2008. Т. 46, № 5. С. 430-439.
  18. Эльясберг П.Е. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли. М.: ООО «Ленанд», 2015. 544 с.
  19. Разумный Ю.Н., Козлов П.Г., Разумный В.Ю. Методика расчета многоярусных спутниковых систем на круговых и эллиптических нодально-синхронных орбитах // Научно-технический вестник Поволжья. 2015. № 3. С. 196-199.
  20. Braun V., Lüpken A., Flegel S., Gelhaus J., Möckel M., Kebschull C., Wiedemann C., Vörsmann P.Active debris removal of multiple priority targets //Advances in Space Research. 2013.Vol. 51, iss. 9. P. 1638-1648. DOI: 10.1016/j.asr.2012.12.003

Публикации с ключевыми словами: космический аппарат, космический мусор, суммарная характеристическая скорость, прецессия долготы восходящего узла, каталог NORAD, маневры встречи, оптимальное маневрирование, орбита захоронения
Публикации со словами: космический аппарат, космический мусор, суммарная характеристическая скорость, прецессия долготы восходящего узла, каталог NORAD, маневры встречи, оптимальное маневрирование, орбита захоронения
Смотри также:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)