Исследование проектно-конструкторского облика декартовой двигательной установки автономного стыковочного модуля для захвата мишени

Предложена концепция построения орбитального комплекса для оперативного перехвата мишени, включающая в свой состав метод баллистического построения оперативного перехвата, рекомендации к проектно-конструкторскому облику декартовой двигательной установки автономного стыковочного модуля, функционирующей на этапе ближнего наведения при доставке троса от разгонного блока к мишени, на этапе захвата и перевода мишени на орбиту утилизации в составе вращающейся тросовой космической системы. В качестве критерия выбора проектно-конструкторского облика декартовой двигательной установки (запасы топлива, тяга каждой камеры и их количество, минимальное изменение координат центра масс автономного стыковочного модуля на всем интервале работы декартовой двигательной установки) принята минимальная масса автономного стыковочного модуля. Для сравнения рассматривается два метода построения баллистической схемы перехвата мишени: классический, с выходом орбитального комплекса на орбиту мишени с нулевыми относительными скоростями и метод на основе использования вращающейся тросовой космической системы, с выходом орбитального комплекса на орбиту перехвата мишени со скоростями в точке встречи до 200 м/с.

1. Kessler D. J., Cour-Palais B. G. Collision frequency of artificial satellites: The creation of a debris belt // Journal of Geophysical Research: Space Physics. 1978. Vol. 83, no. A6. P. 2637–2646. DOI: 10.1029/JA083iA06p02637.

2. Schaub H., Jasper L. E. Z., Anderson P. V. [et al.]. Cost and risk assessment for spacecraft operation decisions caused by the space debris environment // Acta Astronautica. 2015. Vol. 113. P. 66–79. DOI: 10.1016/j.actaastro.2015.03.028.

3. Трушляков В. И., Юдинцев В. В., Урбанский В. А. Онищук С. Ю. Анализ состояния разработок средств очистки орбит в околоземном космическом пространстве от объектов крупногабаритного космического мусора // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2022. Т. 6, № 4. С. 42–52. DOI: 10.25206/2588-0373-2022-6-4-42-52. EDN: EETJHM.

4. Технические характеристики транспортного грузового корабля «Прогресс МС». РКК «Энергия» им. С. П. Королева. URL: https://www.energia.ru/ru/spaceactivities/progress-ms/specifications.html (дата обращения: 07.08.2023).

5. Trushlyakov V. I., Yudintsev V. V. Rotary Space Tether System for Active Debris Removal // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2020. Vol. 43, no. 2. P. 354–364. DOI: 10.2514/1.G004615.

6. Trushlyakov V. I., Yudintsev V. V. Dynamics of rotating tethered system for active debris removal // Acta Astronautica. 2022. Vol. 195. P. 405–415. DOI: 10.1016/j.actaastro.2022.03.023.

7. Anselmo L., Pardini C. Ranking upper stages in low Earth orbit for active removal // Acta Astronaut. 2016. Vol. 122. P. 19–27. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.01.019.

8. Центр Хруничева и НИЦ РКП. Успешные огневые стендовые испытания агрегатного модуля ракеты-носителя «Ангара». URL: https://www.roscosmos.ru/24356/ (дата обращения: 19.08.2023).

9. «Орёл» — новый КК России. URL: https://habr.com/ru/companies/first/articles/684124/ (дата обращения: 19.08.2023)

10. Сихарулидзе Ю. Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. Москва: БИНОМ, 2014. 407 с. ISBN 978-5-9963-0531-5.

11. Trushlyakov V. I., Yudintsev V. V. Method of Active Debris Removal Using Rotating Space Tether System // First Int'l. Orbital Debris Conf., December 2019. URL: https://www.hou.usra.edu/meetings/orbitaldebris2019/orbital2019paper/pdf/6167. pdf(дата обращения: 19.08.2023).

12. Бурдаев М. Н. О поиске новых методов и форм решения уравнения Ламберта–Эйлера // Программные системы: теория и приложения. 2018. Т. 9, № 4 (39). С. 293–305. DOI: 10.25209/2079-3316-2018-9-4-293-305.

13. Nosseir A. E. S., Cervone A., Pasini A. Review of State-of-the-Art Green Monopropellants: For Propulsion Systems Analysts and Designers // Aerospace. 2021. Vol. 8, no. 1. 20 р. DOI: 10.3390/aerospace8010020.

14. Cassese S., Gallo G., Mungiguerra S. [et al.]. Preliminary Design And Study of 5N HTP Monopropellant Thruster for Small Satellites // Acta Astronautica. 2022. Vol. 202. P. 94–103. DOI: 10.1016/j.actaastro.2022.10.006.

15. Гусейнов Ш. Л., Федоров С. Г., Косых В. А. [и др.]. Катализаторы разложения пероксида водорода, используемые в ракетных двигателях // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93, № 4, C. 459–482. DOI: 10.31857/S0044461820040015. EDN: AAFAOK.