Алгоритм применения законов управления движением космического аппарата с солнечным парусом для совершения некомпланарного перелета Земля — Марс
Авторы: Хабибуллин Р.М., Старинова О.Л.
Опубликовано в выпуске: #8(104)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-8-2006
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Рассмотрен пространственный управляемый гелиоцентрический перелет Земля — Марс космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом. Представлена новая математическая модель движения с учетом динамики движения относительно центра масс под действием сил и моментов от светового давления. С целью реализации перелета сформирован алгоритм управления космическим аппаратом на базе законов локально-оптимального управления для наискорейшего изменения оскулирующих элементов. Управление ориентацией солнечного паруса осуществляется с помощью тонкопленочных элементов управления, расположенных по периметру поверхности солнечного паруса. В результате моделирования движения определены длительность и траектория перелета, программа управления и необходимые проектные параметры космического аппарата с солнечным парусом.
Литература
[1] Поляхова Е.Н. Космический полет с солнечным парусом. Москва, ЛИБРОКОМ, 2011, 320 с.
[2] Johnson L., Whorton M., Heaton A., Pinson R., Laue G., Adams C. NanoSail-D: A solar sail demonstration mission. Acta Astronautica, 2011, vol. 68, pp. 571–575. DOI: 10.1016/j.actaastro.2010.02.008
[3] Mori O., Sawada H., Funase R., Morimoto M., Endo T., Yamamoto T., Tsyda Y., Kawakatsu Y., Kawaguchi J. First Solar Power Sail Demonstration by IKAROS. Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology, 2010, vol. 8, no. 27, рр. 25–31. DOI: 10.2322/tastj.8.to_4_25
[4] Biddy C., Svitek T. LightSail-1 Solar Sail Design and Qualification. Proceedings of the 41st Aerospace Mechanisms Symposium, Jet Propulsion Laboratory, May 16–18, 2012, pp. 451–463.
[5] Khabibullin R.M., Starinova O.L. Nonlinear Modeling and Study for Control of the Research Spacecraft with Solar Sail. AIP Conference Proceedings, 2017, vol. 1798. DOI: 10.1063/1.4972666
[6] Хабибуллин Р.М., Старинова О.Л. Анализ управляемого движения исследовательского космического аппарата с солнечным парусом. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2019, вып. 2 (717), с. 94–103.
[7] McInnes C.R. Solar sailing: technology, dynamics and mission applications. Heidelberg, Springer Science & Business Media, 2013, 296 p.
[8] Хабибуллин Р.М. Программа управления для некомпланарного гелиоцентрического перелета к Венере космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом. Вестник Самарского университета, 2019, т. 19, № 4, с. 117–128.
[9] Хабибуллин Р.М., Старинова О.Л. Нелинейное моделирование перелета маневрирующего космического аппарата к потенциально-опасному астероиду. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016663956, заявка № 2016661879, дата поступл. 31.10.2016, дата государственной регистрации в Едином реестре российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных в информационно-телекоммуникационной сети Интернет 20.12.2016, опубл. 10.01.2017, 1 с.
[10] Официальный сайт Лаборатории реактивного движения НАСА (Jet Propulsion Laboratory NASA). База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы. URL: https://ssd.jpl.nasa.gov (дата обращения: 13.01.2020).