Традиционно для сближения с Международной космической станцией (МКС) используются космические аппараты (КА) с высоким уровнем тяги («Союз», «Прогресс», ATV и т.д.). Использование электрореактивных двигателей малой тяги с очень высоким удельным импульсом может существенно повысить эффективность транспортных операций в космосе. Практический интерес также имеют проекты КА с малой тягой для сближения и/или облётов в окрестности МКС или других КА. Представлен анализ оптимальных траекторий сближения, связанный с проектированием и выбором двигательной установки (ДУ). Рассматриваются траектории сближения с перелётом на орбиту МКС по двухсуточной схеме сближения. Орбиты предполагаются некомпланарными с малым различием в наклонениях. Для расчётов использованы методы множеств псевдоимпульсов, которые основаны на дискретизации траектории на малые сегменты и введении для каждого сегмента множеств псевдоимпульсов. Эти методы обеспечивают в рамках единого подхода оптимизацию траекторий с произвольной тягой. Приведен анализ влияния фактора тяговооружённости на фазирование при сближении (устранение относительного смещения вдоль орбиты). Для импульсных решений имеется диапазон начальных фазовых углов, в котором потребная характеристическая скорость остаётся практически неизменной и равной величине, соответствующей оптимальному межорбитальному перелёту - фазирование осуществляется без дополнительных расходов. Сходные свойства имеются для траекторий сближения с малой тягой, однако, диапазон оптимальных фаз существенно зависит от тяговооружённости. Это свойство сохраняется вплоть до минимально возможного уровня. Для широкого диапазона тяговооружённости имеются следующие типы манёвров: 1) близкие к импульсным траектории (высокая тяга); 2) по два манёвра на некоторой части витков (средняя и малая тяга); 3) по два манёвра на каждом витке (малая тяга); 4) близкий к непрерывному многовитковый манёвр (очень малая тяга); 5) две группы непрерывных многовитковых манёвров с противоположными трансверсальными направлениями тяги (очень малая тяга). Границы между этими типами условны и они представляют непрерывное множество как функция тяговооружённости. Полученные результаты могут использоваться при проектировании космических аппаратов для определения потребной тяговооружённости на траекториях сближения.

Скачать в формате PDF

Назад