Динамика космических систем

Динамика и управление орбитальным и угловым движением

Грант РФФИ № 09-01-00431_а "Динамика и управление многоэлементной подвижной формацией с ограничением на измерения и управление"

Срок выполнения: январь 2009 – декабрь 2011

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

Руководитель – д.ф.-м.н. М.Ю. Овчинников

Аннотация

      Решается задача построения и поддержания пространственных конфигураций многоэлементных систем при дефиците информационного обеспечения и ограниченной возможности управления. В качестве многоэлементной системы рассматривается формация (Formation Flying), состоящая из малогабаритных спутников с присущими им ограничениями на измерительные ресурсы и возможности по управлению, движущихся по близким, но различным орбитам вокруг Земли. Использование формаций позволяет получать трехмерные "срезы" измерительной информации об окружающей среде, что является принципиальным достоинством только зарождающегося направления в исследовании космоса. Даже небольшие различия в орбитальных элементах приводят к разному воздействию на каждый из них от внешних возмущений и в итоге к разрушению формации. Целями проекта являются: выработка методики исследования этого класса механических систем; построение с разным уровнем детализации моделей относительного движения; разработка алгоритмов определения текущего состояний формации по ограниченным по составу измерениям и алгоритмов управления (с ограниченным ресурсом) относительным движением спутников; проведение лабораторной стендовой отработки алгоритмов с выполнением необходимых для этого вспомогательных исследований и проработок, включая моделирование движения макетов и разработки алгоритмов управления. Результатом работы будут: новые знания о поведения сложных механических систем в условиях ограниченного ресурса на управление, движущихся в гравитационном поле при наличии возмущений; набор моделей и алгоритмов; публикации; проект основных технических требований на конфигурирование формаций.

      Принципиальной особенностью постановки задачи в рамках настоящего проекта является использование ограниченных возможностей спутников по измерениям (как относительного и абсолютного движения их центров масс, так и углового движения) и по управлению (маневрированию и переориентации). На основе принятых гипотез с помощью математических и компьютерных методов, а также полунатурных испытаний в лабораторных условиях формируются и обосновываются пути решения фундаментальной задачи определения движения и реализации управления. Результаты формулируются в виде общих подходов и рекомендаций, а также методик и алгоритмов с учетом типовых конфигураций и конкретных схем реализации малых спутников, входящих в состав формации.


Назад к списку грантов РНФ и РФФИ