Исследование возможности создания лунной навигационной спутниковой системы и лунной орбитальной базы на основе высоких круговых орбит искусственных спутников Луны
EDN: HTNTGT
Аннотация
В статье рассматриваются вопросы создания лунной навигационной спутниковой системы и лунной орбитальной базы на основе высоких околокруговых орбит искусственных спутников Луны с использованием российских средств выведения. Исследуются две задачи построения лунной орбитальной системы для навигационного обеспечения предстоящего освоения Луны. Приведены результаты анализа орбитальной эволюции космического аппарата (КА) при движении в реальном поле Луны под влиянием гравитационных возмущений. Показано, что высокие полярные околокруговые орбиты вокруг Луны способны сохранять свою форму в течение длительного времени. Рассмотрена задача выведения КА на такие орбиты с использованием нескольких схем выведения. Проанализирована конфигурация лунной навигационной спутниковой системы, иллюстрирующая принципиальную возможность ее построения, а также создания лунной орбитальной базы на основе использования спутников, расположенных на высоких околокруговых орбитах вокруг Луны, с выведением их ракетами-носителями.
Об авторах
В. В. Ивашкин
ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
Россия
Россия
Ивашкин Вячеслав Васильевич. Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, отдел 5 «Механика космического полета и управление движением»
Москва
Е. С. Гордиенко
АО «НПО Лавочкина»
Россия
Россия
Гордиенко Евгений Сергеевич. Кандидат технических наук, математик 1 категории, отдел баллистики и навигации
Химки, Московская обл.
Список литературы
1. Stadter, P.A. et al., Confluence of navigation, communication and control in distributed spacecraft systems. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 2002, 17, 5, pp. 26–32.
2. Stadter, P.A. et al., A scalable small-spacecraft navigation and communication infrastructure for lunar operations, Proc. IEEE 2005 Aerospace Conference, March 2005, 595–600, pp. 5–12.
3. Stadter, P.A., Sharer, P.J., Kantsiper, B.L., DeBoy, C., Finnegan, E.J., Napolillo, D., Duven, D.J., Kirby, K.W., Gramling, J.J., Lunar Navigation and Communication System Implementation Concept, IEEE Aerospace Conference, 2007, 193, doi: 10.1109/AERO.2007.352927 .
4. Hamera, K., Mosher, T., Gefreh, M., Paul, R., Slavkin, L., and Trojan, J., An Evolvable Lunar Communication and Navigation Constellation Concept, IEEE Aerospace Conference, 2008, pp. 1–20, doi: 10.1109/AERO.2008.4526326.
5. Christian, J.A., Autonomous Navigation System Performance in the Earth-Moon System, AIAA 2013- 5496. AIAA SPACE 2013 Conference and Exposition, September 2013.
6. Llop, J.V., Autonomous optical navigation for orbits around Earth–Moon collinear libration points, Acta Astronautica, 2013, vol. 86, pp. 119–125, https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2013.01.007.
7. Youtao Gao, Tanran Zhao, Bingyu Jin, Junkang Chen, and Bo Xu, Autonomous Orbit Determination for Lagrangian Navigation Satellite Based on Neural Network Based State Observer, Hindawi International Journal of Aerospace Engineering, volume 2017, article ID 9734164, 10 p., https://doi.org/10.1155/2017/9734164.
8. Wang, H., Zhou, Q., Liu, X., and Yang, Y., An Autonomous Navigation Method for Libration Point Satellites, Chinese Control Conference (CCC), 2019, pp. 4208–4211, doi: 10.23919/ChiCC.2019.8866082.
9. Jun, W., Cheung, K.-M., Milton, J., Lee, C., and Lightsey, G., Autonomous Navigation for Crewed Lunar Missions with DBAN,IEEE Aerospace Conference, 2020, pp. 1–13, doi: 10.1109/AERO47225.2020.9172522.
10. Bradley, N., Olikara, Z., Bhaskaran, Sh., and Young, B., Cislunar Navigation Accuracy Using Optical Observations of Natural and Artificial Targets, Journal of Spacecraft and Rockets, 2020, 57:4, 777–792.
11. Автоматические космические аппараты для фундаментальных и прикладных научных исследований / под ред. Полищук Г.М., Пичхадзе К.М. М.: Изд. МАИ-ПРИНТ, 2010. 660 с.
12. Eneev, T.M., Ivashkin, V.V., Sharov, V.A., Bagdasaryan, Ju.V., Space Autonomous Navigation System of Soviet Project for Manned Fly By Moon, Acta Astronautica, AA-D-09-00042, 2010, doi: 10.1016/j.actaastro; 2009, 07001, vol. 66, 2010, pp. 341–347.
13. Болкунов А.И., Сердюков А.И., Игнатович Е.И., Балашова Н.Н., Синцова Л.Н., Золкин И.А. Выбор орбитальной группировки для лунной информационно-навигационной обеспечивающей системы // Технический журнал «Полет». 2012. № 3. С. 52–59.
14. Микрин Е.А., Михайлов М.В., Орловский И.В., Рожков С.Н., Краснопольский И.А. Спутниковая навигация окололунных космических аппаратов и объектов на поверхности Луны // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №1. С. 22–32.
15. Основы теории полета космических аппаратов / под редакцией Г.С. Нариманова, М.К. Тихонравова. М.: Машиностроение, 1972. 610 с.
16. Ивашкин В.В. Оптимизация космических маневров при ограничениях на расстояния до планет. М.: Наука, 1975. 392 с.
17. Гордиенко Е.С., Ивашкин В.В., Симонов А.В. Анализ устойчивости орбит искусственных спутников Луны и выбор конфигурации лунной спутниковой системы // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2014. № 4 (34). С. 40–54.
18. Гордиенко Е.С., Ивашкин В.В., Симонов А.В., Розин П.Е. Анализ траекторий выведения космического аппарата на высокие круговые орбиты искусственного спутника Луны // Космические исследования. 2022. Т. 60. №3. С. 1–11.
19. Багров А.В., Дмитриев А.О., Леонов В.А., Москатиньев И.В., Сысоев В.К., Ширшаков А.Е. Построение лунной навигационной системы на базе космических аппаратов АО «НПО Лавочкина» // Космическая техника и технологии. 2019. №4 (27). С. 12–26.
20. Чеботарев В.Е., Кудымов В.И., Звонарь В.Д., Внуков А.А., Владимиров А.В. Концепция окололунной навигации // Исследования наукограда. 2014. №4. С. 14–20.
21. Folkner, W.M., Williams, J.G., Boggs, D.H., The Planetary and Lunar Ephemeris DE 421, 2009, JPL IOM 343R-08-003.
22. Гордиенко Е.С., Худорожков П.А. К вопросу выбора рациональной траектории полета к Луне // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2016. № 1. С. 15–25.
23. Гордиенко Е.С., Ивашкин В.В. Использование трехимпульсного перехода для выведения космического аппарата на орбиты искусственного спутника Луны // Космические исследования. 2017. Т. 55. №3. С. 207–217.
24. Муртазин Р.Ф. Эффективное выведение космического аппарата на высокую круговую окололунную орбиту // Космонавтика и ракетостроение. 2019. №3 (108). С. 5–12.
Рецензия
Для цитирования:
Ивашкин В.В., Гордиенко Е.С. Исследование возможности создания лунной навигационной спутниковой системы и лунной орбитальной базы на основе высоких круговых орбит искусственных спутников Луны. Гироскопия и навигация. 2023;31(1):89-102. EDN: HTNTGT
For citation:
Ivashkin V.V., Gordienko E.S. Study of the Possibility to Develop a Lunar Navigation Satellite System and a Lunar Orbital Base Using the High Circular Orbits of Artificial Moon Satellite. Gyroscopy and Navigation. 2023;31(1):89-102. (In Russ.) EDN: HTNTGT
Просмотров:
5
Послать статью по эл. почте 