Динамика космических систем

Срок выполнения: июль 2020 – июнь 2022

Организация, где выполняется работа: ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Руководитель – к.ф.-м.н. Я.В. Маштаков

 Аннотация 

      Использование группировок космических аппаратов позволяет решать новые научные и прикладные задачи, принципиально нерешаемые одним аппаратом. В частности, только использование групп спутников позволяет проводить одновременные измерения в различных областях пространства для построения двумерной либо трехмерной картины физического явления, например, процессов, проходящих в атмосфере и ионосфере Земли. Кроме того, спутники группы могут производить измерения в одной и той же точке пространства с достаточно малой временной задержкой, что позволяет изучать в том числе и нестационарные, динамические характеристики наблюдаемых процессов. С другой стороны, использование групп космических аппаратов требует решения задач нового типа, поскольку космические аппараты в группе не должны в общем случае двигаться произвольно. Это порождает целый класс задач, связанных с построением и исследованием алгоритмов управления относительным движением спутников. Настоящее исследование посвящено решению задачи построения опорной орбиты и разработке алгоритмов активного управления спутников в специальном случае. Рассматриваются группировки из трёх и из четырёх космических аппаратов на низких околоземных орбитах. Группировка из трёх спутников должна обеспечивать возможность измерения параметров атмосферы Земли, при этом в проекции на Землю три спутника должны образовывать правильный треугольник
для улучшения точности проводимых измерений. Также возможна конфигурация из трех аппаратов, движущихся по одной и той же орбите, для проведения протяженных во времени измерений в одной и той же точке пространства. Группировка из четырёх спутников должна образовывать пирамиду при движении вокруг Земли с тем, чтобы четыре измерения, проводимые одновременно спутниками формации, позволяли определить градиент измеряемой физической величины. В исследовании проводится аналитическое
и численное построение опорных орбит для таких группировок. Затем строится алгоритм поддержания относительного движения спутников в группе в соответствии с целями миссии. При этом поддержание группировки необходимо производить без затрат рабочего тела, так что преимущество отдаётся бестопливным методам управления относительным движением спутников.

Публикации по теме проекта:

Yaroslav Mashtakov, Mikhail Ovchinnikov, Danil Ivanov, Dmitry Roldugin, Sergey Shestakov, Pavel Klimov, Anatoly Iyudin, Sergey Svertilov, Oleg Pansyrnyi, and Igor Churilo
Nanosatellites Triangle Formation Flying For Terrestrial Gamma-Ray Flashes and Transient Luminous Events Study
// Proceedings of the International Astronautical Congress, CyberSpace Edition, October 12-14, 2020, Paper IAC-20-B4.7.4, published by International Astronautical Federation & Curran Associates, 2021, 27th IAA Symposium on Small
Satellite Missions 2020, pp. 107-108

Назад к списку грантов РНФ и РФФИ