Оптимизация траектории ка с эрду к юпитеру с гравитационным маневром в рамках задачи трех тел

Авторы

Константинов М. С.^*, Нгуен Д. Н.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: mkonst@bk.ru
**e-mail: bauman252@mail.ru

Аннотация

Проводится оптимизация траектории межпланетного перелёта при использовании схемы полёта, когда на первом гелиоцентрическом этапе перелета (после выхода КА из грависферы Земли с некоторым гиперболическим избытком скорости) электроракетная двигательная установка обеспечивает встречу КА с Землей для гравитационного маневра у неё. На последующих этапах полета (после этого гравитационного маневра у Земли) не предполагается использование маршевого двигателя. Вся траектория КА (от старта с околоземной орбиты до подлета к планете назначения (Юпитеру)) анализируется в рамках ограниченной задач трех тел (Земля – Солнце – КА). Задача оптимизации траектории гелиоцентрического перелета космического аппарата формулируется с использованием принципа максимума Понтрягина. Анализируемая транспортная космическая система базируется на ракете-носителе «Протон М», химическом разгонном блоке «Бриз М» и электроракетной двигательной установке, использующей стационарные плазменные двигатели СПД-140Д. Новизна настоящего исследования связана с разработкой методики оптимизации траектории межпланетного перелета КА с ЭРДУ при использовании гравитационного маневра у Земли в рамках задач трех тел. Производится сравнительный анализ результатов, полученных в рамках задач трех тел, с результатами, полученными с использованием метода грависфер нулевой протяженности.

Ключевые слова

космический аппарат, Юпитер, оптимизация траектории перелета, гравитационный маневр, условия трансверсальности

Библиографический список

1.  Константинов М.С., Мин Тейн. Оптимизация прямых полетов к Юпитеру с ядерной электроракетной двигательной установкой. Вестник МАИ. т. 20, № 5, 2013
2.  Константинов М.С., Орлов А.А. Оптимизация траектории перелёта космического аппарата c малой тягой для исследования Юпитера с использованием гравитационного манёвра у Земли. // Вестник ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина». т. 21, № 5, 2013, стр. 42-46 http://vestnik.laspace.ru/archives/05-2013/
3. М.С. Константинов, Мин Тейн. Оптимизация траектории выведения космического аппарата на рабочую гелиоцентрическую орбиту. Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 67, 2013г. http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=41510
4.  М.С. Константинов, В.Г. Петухов. Применение высокочастотного ионного двигателя RIT-22 в проекте «Интергелио-Зонд». Труды 4-ой Российско-Германской конференции. «Электроракетные двигатели и их применение». Москва-Мышкин-Кострома-Ярославль, 25-30 июня 2012, Россия, 2012, 8 с.
5.  Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. 4-е изд., М. Наука,1983. С.392.
6.  Петухов В.Г. Метод продолжения для оптимизации межпланетных траекторий с малой тягой. Космические исследования, т. 50, № 3, 2012, стр. 258 — 270
7.  М.С. Константинов, Е.Ф. Каменков, Б.П. Перелыгин, В.К. Безверный. Под ред. В.П. Мишина. Механика космического полета. М.: Машиностроение, 1989. С.407.

Скачать статью