Динамика космических систем

Динамика и управление орбитальным и угловым движением

Грант РФФИ № 97-01-00910 "Исследование углового движения и проблемы ориентации"

Срок выполнения: январь 1997 – декабрь 1999

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

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

Полученные результаты

      Проанализированы пространственные движения спутника-твердого тела под действием магнитного момента, обеспечивающего ориентацию спутника вдоль вектора местного геомагнитного поля, и демпфирующего момента от гистерезисных стержней из магнитомягкого материала на орбите с произвольным наклонением в рамках двух моделей гистерезиса. Получены аналитические зависимости характеристик движения спутника от его параметров. Аналогичное исследование было проведено для гравитационно-ориентированного спутника. Проведен анализ релейного магнитного управления для обеспечения как магнитной, так и гравитационной ориентации спутника. Получены алгоритмы управления на основе минимизации интеграла Якоби. Разработаны основы самосогласованной методики разделения движений центра масс и относительно центра масс для орбитальных систем, необходимой для изучения динамики орбитальных тросовых систем, конфигурация которых сильно изменяется при движении. Выполнены работы по синтезу и исследованию алгоритмов управления развертыванием троса с заданными ограничениями в фазовом пространстве, изучены формы равновесия гибкого троса на круговой орбите при действии различных комбинаций возмущающих полей, проведены расчеты равновесных конфигураций тросовой системы с гибким невесомым тросом в неоднородной атмосфере, начато изучение динамических режимов такой системы. Разработана методика юстировки немецкого оборудования MOMS-2P, установленного на модуле "Природа" орбитальной станции "Мир". Показано, что измерений датчиков угловой скорости, входящих в состав оборудования MOMS-2P, и оптического звездного датчика "Астро-1", выполненных во время поддержания только одной такой ориентации, не достаточно для юстировки по этим измерениям можно определить лишь два из трех углов, характеризующих взаимное расположение системы координат MOMS-2P и станции. Совместная обработка данных измерений, полученных при поддержании двух и более разных ориентаций станции, позволяет решить задачу. Реализован и исследован статистический метод, использующий измерения локального геомагнитного поля для определения параметров орбиты спутника. Разработан локальный и статистический методы определения углового положения спутника с использованием снимков звездного неба с помощью широкоугольной ПЗС-камеры. Были продолжены исследования общих свойств вращательного движения спутника в гравитационном поле. В частности, изучалась устойчивость плоских движений однопараметрического семейства частных решений уравнений, описывающих движение спутника относительно центра масс на круговой орбите. Получены асимптотические формулы, характеризующие свойства плоских движений с периодом, существенно превышающим период орбитального движения. Обнаружено чередование интервалов устойчивости и неустойчивости при изменении параметра семейства. Получены новые результаты в задаче о демпфировании нутационных колебаний спутника, стабилизируемого вращением, с демпфером маятникового типа. Проведено сравнение различных конфигурации системы спутник-стержень с точки зрения эффективности демпфирования нутационных колебаний. Исследованы положения равновесия спутника на круговой орбите под действием гравитационного и аэродинамического моментов. Получено новое аналитическое решение задачи о равновесных ориентациях спутника-гиростата в случае, когда суммарный кинетический момент маховиков направлен вдоль одной из главных осей инерции спутника.


Назад к списку грантов РНФ и РФФИ