Управление движением космического аппарата при бесконтактном уводе космического мусора


Авторы

Рязанов В. В.

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

e-mail: rvv345@inbox.ru

Аннотация

Работа посвящена проблеме удаления наноспутников формата CubSat3U с околоземной орбиты с помощью ионного потока, создаваемым двигателем активного космического аппарата. Рассматриваются законы управления активным космическим аппаратом на этапе сближения и буксировки наноспутника. Проведено моделирование на высоте 500 км и показано, что необходима установка дополнительных двигателей для стабилизации движения. Полученные результаты можно использовать при управлении активным космическим аппаратом относительно наноспутника на этапах сближения и буксировки.

Ключевые слова

космический мусор, наноспутник, бесконтактный способ, ионный поток, закон управления

Библиографический список

  1. Вениаминов С.С., Червонов А.М. Космический мусор — угроза человечеству. — М.: Изд-во Института космических исследований РАН, 2012. — 192 с.

  2. Kessler D.J., Cour-Palais B.G. Collision frequency of artificial satellites: the creation of a debris belt // Journal of geophysical research, 1978, vol. 83, issue A6, pp. 2637 — 2646.

  3. Shan M., Guo J., Gill E. Review and comparison of active space debris capturing and removal methods // Progress in Aerospace Sciences, 2016, vol. 80, pp. 18 — 32.

  4. Пикалов Р.С., Юдинцев В.В. Обзор и выбор средств увода крупногабаритного космического мусора // Труды МАИ. 2018. № 100. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=93299

  5. Ашурбейли И.Р., Лаговиер А.И., Игнатьев А.Б., Назаренко А.В. Возможности использования авиационной лазерной системы для борьбы с космическим мусором и поддержания орбит космического аппарата // Труды МАИ. 2011. № 43. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=24856

  6. Phipps C.R. A laser-optical system to re-enter or lower low earth orbit space debris // Acta Astronautica, 2014, vol. 93, pp. 418 — 429.

  7. Larouche B.P., Zhu Z.H. Autonomous robotic capture of non-cooperative target using visual servoing and motion predictive control // Autonomous Robots, 2014, vol. 37, issue 2, pp. 157 — 167.

  8. Andrenucci M., Pergola P., Ruggiero A. Active removal of space debris-expanding foam application for active debris removal. ESA Final Report, Pisa, 2011, 132 p., available at: https://www.esa.int/gsp/ACT/doc/ARI/ARI%20Study%20Report/ACTRPT-MAD-ARI-10-6411-Pisa-Active_Removal_...

  9. Sharf I., Thomsen B., Botta E.M., Misra A.K. Experiments and simulation of a net closing mechanism for tether-net capture of space debris // Acta Astronautica, 2017, vol. 139, pp. 332 — 343.

  10. Баркова М.Е. Космический аппарат для утилизации космического мусора в околоземном пространстве // Труды МАИ. 2018. № 103. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=100712

  11. Forshaw J.L., Aglietti G.S., Salmon T., Retat I., Roe M., Burgess C., Chaumette F. Final payload test results for the Remove Debris active debris removal mission // Acta Astronautica, 2017, vol. 138, pp. 326 — 342.

  12. Асланов В.С., Сизов Д.А. Динамика захвата космического мусора гарпуном // Труды МАИ. 2018. № 100. URL: http:// trudymai.ru/published.php?ID=93301

  13. Aslanov V.S. Exact solutions and adiabatic invariants for equations of satellite attitude motion under Coulomb torque // Nonlinear Dynamics, 2017, vol. 90, issue 4, pp. 2545 — 2556.

  14. Schaub H., Parker G.G., King L.B. Challenges and prospects of Coulomb spacecraft formation control // Journal of Astronautical Sciences, 2004, vol. 52, issue 1, pp. 169 — 193.

  15. Merino M., Ahedo E., Bombardelli C., Urrutxua H., Pelaez J. Ion Beam Shepherd Satellite for Space Debris Removal // Progress in Propulsion Physics, 2013, vol. 4, pp. 789 — 802.

  16. Купреев С.А. Условия существования предельных циклов у динамической системы движения связанных объектов на эллиптической орбите // Труды МАИ. 2016. № 88. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=69696

  17. Рязанов В.В., Ледков А.С. Увод наноспутника с низкой орбиты с помощью ионного потока // Известия Саратовского университета. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2019. Т. 19. №. 1. С. 82 — 93.

  18. Bombardelli C., Merino M., Ahedo E., Pelaez J., Urrutxua H., Iturri-Torreay A., Herrera-Montojoy J. Ariadna call for ideas: Active removal of space debris ion beam shepherd for contactless debris removal. ESA Final Report, Madrid, 2011, 90 p., available at: https://www.esa.int/gsp/ACT/doc/ARI/ARI%20Study%20Report/ACT-RPTMAD-ARI-10-6411c-1107-FR-Ariadna-Ion...

  19. Alpatov A., Cichocki F., Fokov A., Khoroshylov S., Merino M., Zakrzhevskii A. Determination of the force transmitted by an ion thruster plasma plume to an orbital object // Acta Astronautica, 2016, vol. 119, pp. 241 — 251.

  20. Aslanov V.S., Yudintsev V. Motion Control of Space Tug During Debris Removal by a Coulomb Force // Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2018, vol. 41, no. 7, pp. 1476 — 1484.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2020

Вход