13 / 19
Анализ космических траекторий для экспедиции Земля–Апофис–Земля…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7·2017 13
Во-первых, несферичность астероида вызывает изменение ориента-
ции орбиты КА, что может заметно изменить угол
β
и возмущающее
ускорение от солнечного света, и наоборот. Во-вторых, эллипсои-
дальность формы астероида влияет на картину тени, вследствие чего
меняется силовое воздействие света на движение КА. Следовательно,
невозможно получить суммарное изменение орбиты с помощью
суммирования частных вариаций. В результате при совместном воз-
действии возмущений ситуация может существенно ухудшиться по
сравнению с теми, когда учитываются отдельные, частные возмуще-
ния. В этом случае особый интерес представляет «время жизни»
T
(время существования) КА около астероида. Для оценки этого време-
ни введен параметр относительного расстояния
r
/
R
E
— отношение
радиуса КА к расстоянию от центра масс астероида до подспутнико-
вой точки на поверхности астероида-эллипсоида. Время жизни
T
определяли, учитывая условия
r
/
R
E
> 1и
r
< 10 км.
В табл. 4 приведено время жизни основного КА на низкой орбите
спутника Апофиса с начальным радиусом 0,5 км,
i
0
= Ω
0
= 90
при
разных значениях μ
A
и удлинения α.
Таблица 4
Время жизни
T
основного КА по орбите спутника
Апофиса при разных значениях μ
A
, удлинения α
для
r
0
= 0,5 км,
e
0
= 0,
i
0
= Ω
0
= 90
и влиянии всех
возмущений
μ
A
, м
3
/c
2
Время жизни
T
, сут, при удлинении α
1,3
1,5
1,7
1,8
136
88
38
2,86
71
333
60
На рис. 5 изображена зависимость относительного расстояния от
времени полета для основного КА в самой худшей ситуации с точки
зрения продолжительности полета КА (см. в табл. 4 μ
A
= 1,8 м
3
/с
2
,
α = 1,7,
r
0
= 0,5 км). Здесь при совместном влиянии всех трех возму-
щений КА движется вблизи астероида в течение ~38 сут. При этом
плоскость орбиты КА поворачивается из-за несферичности, а в конце
времени полета плоскость орбиты близка к направлению на Солнце,
поэтому сильно меняются размеры орбиты из-за влияния давления сол-
нечного света, и КА соударяется с поверхностью астероида.
В табл. 5 приведено время жизни
Т
мини-спутника около Апофиса с
учетом всех трех возмущений при разных значениях μ
A
, удлинении α и
начального радиуса орбиты
r
0
(
i
0
= Ω
0
= 90
). Из данных табл. 5 следует,