Купить (600 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Исследование цилиндрических орбит ниже южного полюса Луны вблизи точки L2 на основе солнечного паруса
https://doi.org/10.17587/mau.24.652-659
Аннотация
Исследуются цилиндрические орбиты солнечных парусов ниже южного полюса Луны в окрестности точки либрации L2 системы Земля—Луна. Давление солнечного излучения обеспечивает ускорение для цилиндрических орбит. Такие орбиты позволяют поддерживать непрерывную связь и наблюдение за южной полярной областью Луны, где планируется создание лунной базы. Линеаризованные уравнения динамики дают аналитические решения цилиндрических орбит, которые могут быть квазипериодическими или периодическими. Квазипериодические орбиты имеют переменную высоту в диапазоне сотен километров и период около года, а периодические орбиты имеют постоянную высоту и тот же период. Управление в скользящем режиме поддерживает орбиты с использованием углов ориентации паруса и его отражательной способности в качестве управляющих параметров. При парусности солнечного паруса 18 м2/кг высоты цилиндрических квазипериодической и периодической орбит под точкой либрации L2 составляют 2010,38 км и 2210,06 км соответственно. Численное моделирование подтверждает эффективность управления в скользящем режиме для обоих типов орбит.
Об авторах
В. Юй
Самарский национальный исследовательский университет
Россия
Россия
аспирант
г. Самара
О. Л. Старинова
Самарский национальный исследовательский университет
Россия
Россия
д-р техн. наук, проф.
г. Самара
Список литературы
1. Jones A., Silber K. Down to earth: the Apollo moon missions that never were, available at: https://www.scientificamerican.com/article/canceledapollo-missions.
2. Li S., Lucey P. G., Milliken R. E., Hayne P. O., Fisher E., Williams J. P., Hurley D. M., Elphic R. C. Direct evidence of surface exposed water ice in the lunar polar regions, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, vol. 115, no. 36, pp. 8907—8912.
3. Jones A. Chang’e-4 relay satellite enters halo orbit around Earth-Moon L2, microsatellite in lunar orbit, available at: https://spacenews.com/change-4-relay-satellite-enters-halo-orbitaround-earth-moon-l2-microsatellite-in-lunar-orbit.
4. Goodrich E. F. Numerical determination of short period Trojan orbits in the restricted three body problem, The Astronomical Journal, 1966, no. 71, pp. 88.
5. Bray T. A., Gouclas C. L. Doubly symmetric orbits about the collinear Lagrangian points, The Astronomical Journal, 1967, no. 72, pp. 202.
6. Farquhar R. W., Kamel A. A. Quasi-periodic orbits about the translunar libration point, Celestial Mechanics, 1967, vol. 7, no. 4, pp. 458—473.
7. Zagouras C. G., Kazantzis P. G. Three-dimensional periodic oscillations generating from plane periodic ones around the collinear Lagrangian points, Astroph ysics and Space Science, 1979, no. 61, pp. 389—409.
8. Breakwell J. V., Brown J. V. The ‘halo’ family of 3-dimensional periodic orbits in the Earth-Moon restricted 3-body problem, Celestial Mechanics, 1979, vol. 20, no. 4, pp. 389—404.
9. Connor H. K. Three-dimensional periodic ‘halo’ orbits, Celestial Mechanics, 1984, vol. 32, no. 1, pp. 53—71.
10. Zagouras C. G. Three-dimensional periodic orbits about the triangular equilibrium points of the restricted problem of three bodies, Celestial Mechanics, 1985, vol. 37, no. 1, pp. 27—46.
11. Gr ebow D. Generating periodic orbits in the circular restricted three-body problem with applications to lunar south pole coverage: specialty "Science in Aeronautics and Astronautics": dissertation for the degree of master’s degree in technical sciences, Purdue University, West Lafayette, 2006, 165 p.
12. Po lyakhova E. N., Starkov V. N., Stepenko N. A. Flights of a spacecraft with a solar sail outside the plane of the ecliptic, Conference Proceedings of Stability and Control Processes, 2015, pp. 91—92 (in Russian).
13. Baoyin H., Mcinnes C. R. Solar sail halo orbits at the Sun-Earth artificial L 1 point, Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, 2006, no. 94, pp. 155—171.
14. Baoyin H., Mc innes C. R. Solar sail orbits at artificial Sun-Earth libration points, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2005, vol. 28, no. 6, pp. 1328—1331.
15. Simo J., Mcinnes C. R. Solar sail orbits at the Earth- Moon libration points, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2009, vol. 14, no. 12, pp. 4191—4196.
16. Simo J. A Comparative Study of Displaced Non-Keplerian Orbits with Impulsive and Continuous Thrust, Advances in the Astronautical Sciences, 2017, no. 17, pp. 463.
17. Gong S., Li J., Simo J . Orbital motions of a solar sail around the l 2 earth—moon libration point, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2014, vol. 37, no. 4, pp. 1349—1356.
18. Du Chongrui, Starinova O. L . Optimal Control of Transfer to Vertical Orbits from Lyapunov Orbits Using Low-Thrust Engine, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2022, vol. 23, no. 3, pp. 158—167 (in Russian).
19. Chumachenko E. N., Nazirov R. R., Dunham D. W., Fedorenko A. N. Control of spacecraft using solar radiation, Cosmic Research, 2014, vol. 52, no. 3, pp. 257—257 (in Russian).
20. Sazonov V. V., Sazonov V. V. Calculation of resultant vector and principal moment of light pressure forces acting upon the spacecraft with a solar sail, 2011, Cosmic Research, no. 49, pp. 56—64.
21. NASA. Solar Sail Demonstrator, available at: https://www.nasa.gov/mission_pages/tdm/solarsail/solarsail_overview.html#.ZEWAVHbP1PY.
22. NASA. LightSail, a Planetary Society solar s ail spacecraft, available at: https://www.planetary.org/sci-tech/lightsail.
Рецензия
Для цитирования:
Юй В., Старинова О.Л. Исследование цилиндрических орбит ниже южного полюса Луны вблизи точки L2 на основе солнечного паруса. Мехатроника, автоматизация, управление. 2023;24(12):652-659. https://doi.org/10.17587/mau.24.652-659
For citation:
Yu W., Starinova O.L. Study on Displaced Orbits Below the Moon’s South Pole Near L2 Point Based on Solar Sail. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2023;24(12):652-659. https://doi.org/10.17587/mau.24.652-659
Просмотров:
202
.png)
Послать статью по эл. почте 