Анализ возможности определения орбит космического мусора по оптическим измерениям космической системы мониторинга околоземного космического пространства
Авторы: Беляев А.А., Корянов Вс.Вл.
Опубликовано в выпуске: #3(159)/2025
DOI: 10.18698/2308-6033-2025-3-2434
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Представлен вариант решения задачи предварительного определения орбит объектов космического мусора по оптическим измерениям, полученным группировкой космических аппаратов мониторинга околоземного космического пространства. Данная задача решается с помощью метода наименьших квадратов с применением метода допустимых областей для выбора начального приближения. В качестве примера приведены решения задачи предварительного определения низкой околоземной орбиты, высокоэллиптической орбиты типа «Молния» и геостационарной орбиты, а также оценки точности полученных решений. Моделирование измерения орбит космического мусора проводилось в модели сил с учетом нецентральности поля тяготения Земли, а также сопротивления атмосферы. Рассмотрена космическая система мониторинга, состоящая из 10 космических аппаратов, расположенных на солнечно-синхронной орбите. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения представленных методов для предварительного определения орбит космического мусора с помощью результатов космических измерений.
EDN PRIKDS
Литература
[1] ESA’s Annual Space Environment Report. ESA Space Debris Office, 2024.
[2] Вениаминов С.С. Космический мусор. Техногенное засорение космоса и его последствия. 3-е изд., испр. и доп. Москва, ИКИ РАН, 2023, 204 с.
[3] Беляев А.А., Корянов В.В. К вопросам определения параметров орбитальной структуры космической системы мониторинга техногенных космических объектов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2024, вып. 12. EDN BIRFDZ
[4] Tommei G., Milani A., Rossi A. Orbit determination of space debris: admissible regions. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, 2007, vol. 97, pp. 289–304.
[5] Belyaev A.A., Koryanov V.V., Anastasiya G.G. An approach for satellite constellation design for space object observation. In: Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. International Astronautical Federation (IAF), 2024, рр. 610–613.
[6] DeMars K.J., Jah M.K. Probabilistic initial orbit determination using gaussian mixture models. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2013, vol. 36, no. 5, pp. 1324–1335.
[7] DeMars K.J., Jah M.K., Schumacher P.W. Initial orbit determination using short-arc angle and angle rate data. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2012, vol. 48, no. 3, pp. 2628–2637.
[8] Шефер В.А. Метод определения первоначальной орбиты по трем и более наблюдениям на короткой дуге. Известия высших учебных заведений. Физика, 2010, № 8/2, с. 68–76
[9] Huang J. et al. Short-arc association and orbit determination for new geo objects with space-based optical surveillance. Aerospace, 2021, vol. 8, no. 10, pp. 298.
[10] Milani A., Gronchi G. Theory of orbit determination. Cambridge University Press, 2010.
[11] Marquardt D.W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters. Journal of the society for Industrial and Applied Mathematics, 1963, vol. 11, no. 2, pp. 431–441.