Канд. техн. наук, доц.
PhD, Associate Professor
Samara, 443086
Студент
Samara, 443086
Решается задача обеспечения инспекционного движения одного космического аппарата (инспектора) относительно другого космического аппарата (опорного), двигающегося по круговой орбите. Под инспекционным понимается движение инспектора вокруг опорного космического аппарата. В невозмущенном движении можно выбрать начальные условия, обеспечивающие замкнутую траекторию движения инспектора относительно опорного космического аппарата, однако влияние сжатия Земли с полюсов будет приводить к эволюции такой траектории. В работе приведены два подхода, позволяющие выбрать начальные параметры движения опорного космического аппарата и инспектора, при которых реализуется инспекционное движение. При этом математические модели движения учитывают вторую зональную гармонику гравитационного потенциала Земли (сжатие Земли с полюсов). В данной работе движение инспектора рассматривается в плоскости опорного космического аппарата, имеющего круговую орбиту. Первый подход заключается в выборе начальных положений опорного космического аппарата на своей орбите, при которых равны слагаемые гравитационного потенциала Земли, содержащие вторую зональную гармонику, для опорного космического аппарата и для инспектора. В качестве начального положения опорного космического аппарата понимается его аргумент широты. Для данного случая проверяется гипотеза, что при равенстве слагаемых гравитационного потенциала, содержащих вторую зональную гармонику, относительное движение опорного космического аппарата и инспектора будет близко к невозмущенному. Тогда в качестве начальных условий движения инспектора используются условия, обеспечивающие замкнутую инспекционную траекторию для невозмущенного движения. Получены аналитические соотношения, позволяющие выбрать необходимые параметры движения и описывающие ограничения на выбор этих параметров. Второй подход заключается в выборе относительной скорости инспектора, обеспечивающей инспекционное движение с учетом влияния сжатия Земли. В рамках данного подхода используется равенство полных орбитальных энергий инспектора и опорного космического аппарата, что позволяет реализовать инспекционную траекторию для любого положения опорного космического аппарата на своей орбите.
The problem of providing the inspection motion of one spacecraft (inspector) relative to another spacecraft (reference spacecraft) moving in a circular orbit is being solved. Inspection refers to the motion of the inspector around the reference spacecraft. In unperturbed motion, it is possible to select initial conditions that provide a closed trajectory of the inspector’s motion relative to the reference spacecraft; however, the influence of the Earth’s oblateness from the poles will lead to the evolution of such a trajectory. The paper presents two approaches that make it possible to select the initial parameters of the motion of the reference spacecraft and the inspector, which provide inspection motion taking into account the second zonal harmonic J2 of the Earth’s gravitational potential (oblateness of the Earth from the poles). In this case, the inspector’s motion is considered in the plane of the circular orbit of the reference spacecraft. The first approach is to select the initial positions of the reference spacecraft in its orbit, at which the oblateness of the Earth does not have a significant effect on the relative trajectory of the inspector. This motion of the inspector is close to the unperturbed relative trajectory. Analytical relationships are obtained that allow one to select the necessary motion parameters. The second approach is to select the relative velocity of the inspector, ensuring inspection motion, taking into account the influence of the Earth’s oblateness. This approach based on the equality of the total orbital energies of the inspector and the reference spacecraft.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.