Математическое моделирование движения космического аппарата в окрестности точки L2 системы Солнце-Земля
Авторы: Боровин Г.К., Ильин И.С., Заславский Г.С., Лавренов С.М., Сазонов В.В., Степаньянц В.А., Тучин А.Г., Тучин Д.А., Ярошевский В.С.
Опубликовано в выпуске: #9(21)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-1113
Раздел: Математическое моделирование
Рассмотрено баллистическое проектирование перелета космического аппарата (КА) в окрестность точки L2 и последующий выход КА на гало-орбиту. Изложен метод расчета траекторий одноимпульсных перелетов Земля - гало-орбита с использованием и без использования лунного гравитационного маневра. При расчете одно-импульсных траекторий перелетов Земля - гало-орбита применяется алгоритм построения начальных приближений. Указанные приближения строятся путем расчета и анализа изолиний функции от двух переменных. В качестве такой функции рассматривается высота перицентра отлетной орбиты над поверхностью Земли. Аргументами функции являются специальные параметры, характеризующие гало-орбиту. Указанный алгоритм позволяет получить гало-орбиты с заданными геометрическими характеристиками как в плоскости эклиптики, так и в плоскости ей ортогональной. Получены оценки затрат характеристической скорости на поддержание КА на выбранной гало-орбите. Описанная методика была использована для поиска рабочих орбит КА "Спектр-РГ" и "Миллиметрон". Приведены примеры полученных орбит.
Литература
[1] Маркеев А.П. Точки либрации в небесной механике и космодинамике. Москва: Наука, 1978
[2] Маршал К. Задача трех тел. Москва; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004
[3] Farquhar R. W. The Control and Use of Libration-Point Satellites. Ph.D. Dissertation, Dept. of Aeronautics and Astronautics, Stanford University, Stanford, CA, 1968
[4] E.Canalias, G.Gomez, M.Marcote, J.J.Masdemont. Assessment of Mission Design Including Utilization of Libration Points and Weak Stability Boundaries. Barcello-na, Universitat de Barcellona, 2005. URL: http://www.esa.int/gsp/ACT/doc/ARI/ARI%20Study%20Report/ACT-RPT-MAD-ARI-03-4103a-InterplanetaryHigh-ways-Barcellona.pdf
[5] Лидов М.Л., Ляхова В.А., Тесленко Н.М. Траектории полета Земля— Луна — гало-орбита в окрестности точки L2 системы Земля—Солнце. Кос-мич. исслед., 1992, т. 30, № 4, с. 435-454
[6] Ильин И.С., Заславский Г.С., Лавренов С.М., Сазонов В.В., Степаньянц В.А., Тучин А.Г., Тучин Д.А., Ярошевский В.С. Баллистическое проектирование траекторий перелета с орбиты искусственного спутника Земли на гало-орбиту в окрестности точки L2 системы Солнце—Земля. Препринт. Москва, ИПМ им. М.В. Келдыша, 2013, № 6. URL: http://keldysh.ru/papers/2013/prep2013_6.pdf
[7] Лидов М.Л., Ляхова В.А., Тесленко Н.М. Одноимпульсный перелет на условно-периодическую орбиту в окрестности точки L2 системы Земля—Солнце и смежные задачи. Космич. исслед., 1987, т. 25, № 2, с. 163-185
[8] Eismont N., Dunham D., Jen S.-C., Farquhar R. Lunar Swingby as a Tool for Halo-Orbit Optimization in Relict-2 Project. Proceeding of the ESA Symposium on Spacecraft Flight Dynamic. Germany, 30 September — 4 October, 1991, pp. 435-439
[9] Лидов М.Л., Ляхова В.А., Тесленко Н.М. Характеристики управления при выведении КА в окрестность точки L2 системы Солнце—Земля с использованием гравитации Луны (Проект "Реликт-2"). Космич. исслед., 1993, т. 31, № 5, с. 3-20
[10] Ильин И.С., Сазонов В.В., Тучин А.Г. Построение ограниченных орбит в окрестности точки либрации L2 системы Солнце—Земля. Препринт. Москва, ИПМ им. М.В. Келдыша, 2012, № 65.URL: http://keldysh.ru/papers/2012/prep2012_65.pdf
[11] Ильин И.С., Сазонов В.В., Тучин А.Г. Траектории перелета с низкой околоземной орбиты на многообразие ограниченных орбит в окрестности точки либрации L2 системы Солнце—Земля. Препринт. Москва, ИПМ им. М.В. Келдыша, 2012, № 66. URL: http://keldysh.ru/papers/2012/prep2012_66.pdf