методы оптимизации траекторий космических аппаратов с малой тягой. Обоснование и выбор метода оптимизации для космического аппарата с солнечным парусом

В настоящее время ведущие мировые космические державы проводят активные разработки в области проектирования миссий к планетам солнечной системы. Специфика решения таких задач состоит в выборе оптимальных, в смысле предъявляемых требований к экспедиции, ракетно-космического комплекса и траектории перелета. В силу высокой энергоемкости, реализация таких проектов требует применения тяжелых и дорогих ракетно-космических комплексов, оснащенных двигателями на химической тяге.

---

Обращайтесь к нам и заказывайте написание реферата по БЖД. Рассчитаем стоимость работы бесплатно. Скидка 1000 рублей на 1 заказ!

---

. Перспективным направлением на пути снижения стоимости миссий к планетам видится применение новых физических принципов движения в космосе, одним из которых является создание космических аппаратов с солнечным парусом. При достаточно больших поверхностях паруса, давление солнечной радиации способно влиять на траекторию движения такого космического аппарата. В сочетании с гравитационными маневрами у планет применение солнечного паруса может дать существенную экономию энергетических затрат и тем самым повысить научную эффективность миссии или может позволить заменить ракетно-космический комплекс на менее мощный, но более дешевый В настоящее время околоземное космическое пространство все более интенсивно и широко используется как в целях проведения многочисленных научных исследований, так и для обеспечения самых разнообразных нужд современной цивилизации. В связи с быстрым увеличением числа всевозможных тел искусственного происхождения, движущихся по геоцентрическим орбитам, космическое пространство в окрестности планеты Земля загрязняется отходами (называемыми «космический мусор»), появляющимися в процессе функционирования космических аппаратов. .

Двигатели на химическом горючем могут работать сотни секунд, плазменные двигатели – тысячи часов, и те и другие ограничены запасом рабочего тела. А вот паруса могут давать тягу, пока их поверхность освещена Солнцем (по прогнозам астрономов, это будет продолжаться еще около 5 миллиардов лет), и при этом не расходуется ни энергия, ни рабочее тело. Поэтому перед солнечными парусами открываются блестящие перспективы. К сожалению, полет солнечного парусника с экипажем на борту – пока дело отдаленного будущего. Но автоматические станции, оснащенные таким двигателем, – реальность ближайшего времени. Парусные аппараты вполне серьезно рассматриваются как зонды для полета к внутренним планетам Солнечной системы, к Плутону, к некоторым астероидам и кометам. Для продвижения ближе к границам Солнечной системы, где интенсивность солнечного света существенно снижается, уже появляются фантастические проекты орбитальных лазеров, «подталкивающих» парус. На сегодняшний день космический аппарат с солнечным парусом способен решать не только научные задачи. Одним из его реальных прикладных применений может стать проект НПО им. Лавочкина и ИКИ РАН «Солнечная погода». Речь идет о 30-килограммовой космической обсерватории для наблюдения за Солнцем и предсказания магнитных бурь, размещаемой на расстоянии, например, три миллиона километров на линии Земля–Солнце. Это в два раза ближе к Солнцу, чем точка либрации (то есть гравитационного равновесия), в которой висит европейско-американская солнечная обсерватория SOHO. Используя парус площадью в 1000 квадратных метров, «Солнечная погода» будет компенсировать увеличение притяжения Солнца – это даст возможность предупреждать о магнитной буре за большее время, чем сейчас.

1. Гришин С.Д., Захаров Ю.А., Оделевский В.К.. Проектирование космических аппаратов с двигателями малой тяги. - М.: Машиностроение, 2006 2. Дубошин Г.Н. Небесная механика. Аналитические и качественные методы. -М.: Наука, 2008 3. Егоров В.А. Пространственная задача достижения Луны. -М.: Наука,2005 4. Егоров В.А., Гусев Л.И. Динамика перелетов между Землей и Луной.- 5. Захаров Ю.А. Проектирование межорбитальных космических аппаратов. Выбор траекторий и проектных параметров.- М.: Машиностроение, 2007