Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Математика. Механика. Информатика

ISSN 1816-9791 (Print)
ISSN 2541-9005 (Online)


Для цитирования:

Петухов В. Г., Рязанов В. В. Искусственные точки либрации в задаче буксировки космического мусора ионным потоком // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Математика. Механика. Информатика. 2021. Т. 21, вып. 2. С. 202-212. DOI: 10.18500/1816-9791-2021-21-2-202-212

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
31.05.2021
Полный текст:
(downloads: 73)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
531.13

Искусственные точки либрации в задаче буксировки космического мусора ионным потоком

Авторы: 
Петухов Вячеслав Георгиевич, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Рязанов Владимир Владимирович, Самарский государственный университет
Аннотация: 

Работа посвящена проблеме буксировки космического мусора с геостационарной орбиты до орбиты захоронения бесконтактным способом с помощью ионного потока, создаваемого двигателем активного космического аппарата. Для плоского случая с помощью модифицированной задачи Хилла определены точки относительного равновесия (точки либрации) активного космического аппарата относительно объекта увода и произведена оценка их устойчивости. Показано, что в зависимости от значений радиального ускорения существует до 6 точек либрации, но лишь одна точка пригодна для буксировки объекта космического мусора. Определено необходимое количество топлива при различных значениях тяги и удельного импульса компенсирующего двигателя активного космического аппарата при одновременной работе электрореактивных двигателей. Полученные результаты можно использовать при стабилизации относительного движения активного космического аппарата и определении необходимого количества топлива для миссии увода объекта космического мусора. 

Благодарности: 
Работа выполнена при государственной поддержке научных исследований под руководством ученых в российских вузах и государственных исследовательских центрах Российской Федерации (7 этап, постановление Правительства РФ № 220 от 09 апреля 2010 г.), контракт № 075-15-2019-1894 от 03.12.2019.
Список источников: 
  1. Kessler D. J., Cour-Palais B. G. Collision frequency of artificial satellites: The creation of a debris belt // Journal of Geophysical Research. Space Physics. 1978. Vol. 83, iss. A6. P. 2637–2646. https://doi.org/10.1029/JA083iA06p02637
  2. Shan M., Guo J., Gill E. Review and comparison of active space debris capturing and removal methods // Progress in Aerospace Sciences. 2016. Vol. 80. P. 18–32. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2015.11.001
  3. Пикалов Р. С., Юдинцев В. В. Обзор и выбор средств увода крупногабаритного космического мусора // Электронный журнал «Труды МАИ». 2018. № 100. URL: https://trudymai.ru/upload/iblock/239/Pikalov_YUdintsev_rus.pdf (дата обращения: 01.05.2020).
  4. Сизов Д. А., Асланов В. С. Способ захвата космического мусора, обеспечивающий его безопасную тросовую буксировку // Электронный журнал «Труды МАИ». 2019. № 109. URL: https://trudymai.ru/upload/iblock/b9a/Sizov_Aslanov_rus.pdf (дата обращения: 01.05.2020). https://doi.org/10.34759/trd-2019-109-1
  5. Forshaw J. L., Aglietti G. S., Salmon T., Retat I., Roe M., Burgess C., Chabot T., Pisseloup A., Phipps A., Bernal C., Chaumette F., Pollini A., Steyn W. H. Final payload test results for the Remove Debris active debris removal mission // Acta Astronautica. 2017. Vol. 138. P. 326–342. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.06.003
  6. 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. P. 332–343. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.07.026
  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, iss. 2. P. 157–167. https://doi.org/10.1007/s10514-014-9383-2
  8. Aslanov V., 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. P. 1476–1484. https://doi.org/10.2514/1.G003251
  9. 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. P. 789–802. https://doi.org/10.1051/eucass/201304789
  10. 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 // Электронный журнал «Труды МАИ». 2011. № 43. URL: https://trudymai.ru/upload/iblock/e6e/vozmozhnosti-ispolzovaniyaaviatsio... (дата обращения: 01.05.2020).
  11. Andrenucci M., Pergola P., Ruggiero A. Active removal of space debris-expanding foam application for active debris removal. Piza : Esa Final Report, 2011. 132 p. URL: https://www.esa.int/gsp/ACT/doc/ARI/ARI%20Study%20Report/ACT-RPTMAD-ARI-... (дата обращения: 21.05.2018).
  12. Рязанов В. В., Ледков А. С. Увод наноспутника с низкой орбиты с помощью ионного потока // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Математика. Механика. Информатика. 2019. Т. 19, вып. 1. С. 82–93. https://doi.org/10.18500/1816- 9791-2019-19-1-82-93
  13. Рязанов В. В. Управление движением космического аппарата при бесконтактном уводе космического мусора // Электронный журнал «Труды МАИ». 2019. № 7. URL: https://trudymai.ru/upload/iblock/5c7/Ryazanov_rus.pdf (дата обращения: 01.05.2020).
  14. Kluever C. A. Space Flight Dynamics. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2018. 584 p.
Поступила в редакцию: 
17.07.2020
Принята к публикации: 
04.02.2021
Опубликована: 
31.05.2021