Построение траектории малого космического аппарата для облета базового космического аппарата с целью наружного осмотра и оценка энергетических затрат на маневр облета

В работе представлена методика построения траектории облета базового космического аппарата с целью его инспектирования с помощью носимого на борту малого космического аппарата и оценка потребных запасов характеристической скорости на маневр облета. Использование методов приближенных вычислений позволило получить простейшие зависимости параметров траектории с высокой точностью. Методика позволяет не только оценить энергетические затраты на орбитальные маневры, но и позволяет рассчитать величины управляющих импульсов для реальной задачи управления движением малого космического аппарата относительно базового космического аппарата.

1. Каткалов В. Б. Космические услуги и операции: состояние и перспективы // Воздушно-космическая сфера. 2020. № 2 (103). С. 72–80. DOI: 10.30981/2587-7992-2020-103-2-72-80.

2. Гнездова Е. К. Баллистический анализ методик планирования полета космического аппарата, осуществляющего инспекцию группы объектов на геостационарной орбите // Политехнический молодежный журнал. 2018. № 11. С. 1–9. DOI: 10.18698/2541-8009-2018-11-404. EDN: YPVEYP.

3. Hastings D. E., Putbrese B. L., La Tour P. A. When will onorbit servicing be part of the space enterprise? // Acta Astronautica. 2016. Vol. 127. P. 655666. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.07.007.

4. Razoumny Y., Razoumny V., Kozlov P. [et al.]. Method of optimization of the servicing space-based system orbits and detached units maneuveres parameters in the problem of onorbitservicing of the givenmulti-satellite space infrastructure // Making Space Accessible and Affordable to all Countries, Guadalajara. 2016. EDN: YVLZHL.

5. Поздняков А. Ю., Скопинцева Л. М., Гнездова Е. К. [и др.]. Аналитические исследования вариантов организации инспекции космических аппаратов в области ГСО // Актуальные вопросы развития вооружения, военной и специальной техники войск противовоздушной и противоракетной обороны, космических войск воздушно-космических сил: материалы науч.-метод. тр. II Всерос. науч.-практ. конф., Москва, 21 апреля 2017. Москва: Издат. дом Акад. имени Н. Е. Жуковского, 2017. C. 291–297. EDN: YPIKRX.

6. Сачук Д. В., Уперчук Р. А. Расчёт баллистических характеристик орбитального движения аппарата-инспектора // Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности: сб. науч. ст. по итогам 11 Международ. науч. конф., Казань, 29–30 ноября 2020. Казань: ООО «КОНВЕРТ», 2020. Т. 1. С. 236–237. EDN: RFSFTF.

7. Аверьянов А. В. Аналитический метод расчета движения малого космического аппарата, связанного с базовым космическим аппаратом // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2009. Т. 52, №. 4. С. 75–77. EDN: KLRWTZ.

8. Егоров Ю. Г., Кургузов А. В., Чернышов А. Н. О групповом полете МКА в ходе космического эксперимента «Инспектор-МКА» // Научное наследие и развитие идей К. Э. Циолковского: материалы 54-х науч. чтений памяти К. Э. Циолковского. Калуга, 17–19 сентября 2019. Калуга: АКФ Политоп, 2019. Т. 1. С. 93–94. EDN: AGDILD.

9. Radhakrishnan R., Edmonson W., Afghah F. [et al.]. Survey of inter-satellite communication for small satellite systems: Physical layer to network layer view // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2016. Vol. 18, no. 4. P. 2442–2473. DOI: 10.1109/COMST.2016.2564990.

10. «Роскосмос»: На МКС произошло повреждение обшивки космического корабля «Союз МС-22» // Военное обозрение. URL: https://topwar.ru/206856-roskosmos-na-mksproizoshlopovrezhdenie-obshivki-kosmicheskogo-korablja-sojuzms22.html (дата обращения: 20.10.2023).

11. Блинов В. Н., Шалай В. В., Зубарев С. И. [и др.]. Исследования электротермических микродвигателей корректирующих двигательных установок маневрирующих малых космических аппаратов: моногр. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 263 с. ISBN 978-5-8149-1710-2.

12. Анищук Е. К., Гематудинов Р. А. Маневрирование космических аппаратов // E-Scio. 2021. № 3 (54). С. 112–120. EDN: QEFOGN.

13. Lev D. Heated Gas Propulsion System Conceptual Design for the SAMSON Nano-Satellite (Propulsion) // Journal of Small Satellites. 2017. Vol. 6, no. 1. P. 551–564.

14. Lemmer K. Propulsion for CubeSats // Acta Astronautica. 2017. Vol. 134. P. 231–243. DOI: 10.1016/J.ACTAASTRO.2017.01.048.

15. Газовые двигатели. URL: https://spacepi.space/wiki/article/gazovye-dvigateli (дата обращения: 28.10.2023).

16. ГОСТ 25645.301-83. Расчеты баллистические искусственных спутников Земли. Методика расчёта затрат топлива на маневр. Введ. 1995–01–01. Москва: Изд-во стандартов, 1984. 148 с.

17. Нариманова Г. С., Тихонравова М. К. Основы теории полёта космических аппаратов. Москва: Машиностроение, 1972. 608 с.

18. Корн Г., Корн Т. Справочник по высшей математике для научных работников и инженеров. Москва: Наука, 1973. 832 с.