Оптимизация траектории к Юпитеру с учетом возможного временного выключения двигателя

Авторы

Константинов М. С.^*, Нгуен Д. Н.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

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

Аннотация

В работе предлагается оптимизировать траекторию межпланетного перелета космического аппарата (КА) с электроракетной двигательной установкой (ЭРДУ) с учетом возможного временного нештатного выключения двигателя. Описание метода, алгоритма и результатов оптимизации проводится на примере межпланетного перелета в окрестность Юпитера. Вводится новый показатель оценки закона управления движением КА и его траектории — допустимой длительности нештатного выключения двигателя. В общем случае эта допустимая длительность максимизируется.

Предлагаются два способа увеличения допустимой длительности нештатного выключения двигателя: введение пассивного участка в конце траектории перелета с выбором продолжительности участка и введение дополнительных пассивных участков с выбором их положения на траектории перелета и их продолжительности.

Новизна настоящего исследования связана с постановкой задачи и с разработкой методики нахождения такой номинальной траектории КА, при реализации которой допускается максимально большое время нештатного отключения ЭРДУ в любой точке траектории перелета.

Ключевые слова

космический аппарат, Юпитер, оптимизация траектории, гравитационный маневр, нештатное выключение двигателя

Библиографический список

1. Константинов М.С., Мин Тейн. Оптимизация прямых полетов к Юпитеру с ядерной электроракетной двигательной установкой // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20. № 5. С. 22-33.
2. Константинов М.С., Нгуен Д.Н. Оптимизация траектории КА с ЭРДУ к Юпитеру с гравитационным маневром в рамках задачи трех тел // Электронный журнал «Труды МАИ», 2014, выпуск № 72: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=47349 (дата публикации 27.01.2014).
3. Константинов М.С., Орлов А.А. Оптимизация траектории перелёта космического аппарата c малой тягой для исследования Юпитера с использованием гравитационного манёвра у Земли // Вестник «НПО им. С.А. Лавочкина». 2013. № 5 (21). С. 42-48.
4. Константинов М.С., Орлов А.А. Оптимизация траектории к Юпитеру космического аппарата c малой тягой с использованием двух гравитационных маневров у Земли // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 1. С. 58-69.
5. Ракета-носитель «Союз-2». Официальный сайт РКК «Прогресс». URL: http://samspace.ru/products/launch_vehicles/rn_soyuz_2/ (дата обращения: 02.12.2014).
6. Асюшкин В.A., Викуленков В.П., Ишин С.В. Итоги создания и начальных этапов эксплуатации межорбитальных космических буксиров типа Фрегат // Вестник НПО имени С.A. Лавочкина. 2014. № 1. С. 3-9.
7. Ion Propulsion Systems. URL: http://cs.astrium.eads.net/sp/spacecraft-propulsion/ion-propulsion/index.html (дата обращения: 02.12.2014).
8. Константинов М.С., Петухов В.Г., Лёб Х.В. Применение высокочастотного ионного двигателя RIT-22 в проекте «Интергелио-Зонд» // Электронный журнал «Труды МАИ», 2012, выпуск № 60: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=35090 (дата выпуска 10.12.2012).
9. Konstantinov M.S., Petukhov V.G., Min Thein. Optimization of the spacecraft insertion into the system of heliocentric orbits for Sun exploration. Proceeding of the 65-th International Astronautical Congress, Toronto, Canada, 2014. Paper IAC-14.C1.9.4. 11 p.

Скачать статью