Динамика захвата сетью вращающегося объекта космического мусора

Авиационная и ракетно-космическая техника

Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов


Авторы

Юдинцев В. В.

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

e-mail: yudintsev@gmail.com

Аннотация

Рассматривается задача захвата космического мусора при помощи сети. Представлена дискретная математическая модель движения сети как системы упруго взаимодействующих материальных точек узлов сети, а также взаимодействия этих узлов с поверхностью космического мусора. Работа математической модели проиллюстрирована при помощи нескольких расчётных случаев, различающихся угловой скоростью движения космического мусора и скоростью движения центра масс сети относительно космического мусора.

Ключевые слова

космический мусор, космический буксир, захват, сеть

Библиографический список

  1. Усовик И.В., Дарнопых В.В., Малышев В.В. Методика оценки эволюции техногенного засорения низких околоземных орбит с учётом взаимных столкновений и активного удаления космического мусора // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 54-62.

  2. Liou J.C., Johnson N.L., Hill N.M. Controlling the growth of future LEO debris populations with active debris removal // Acta Astronautica. 2010. Vol. 66. No. 5-6, pp. 648-653. DOI: 10.1016/j.actaastro.2009.08.005

  3. Ашурбейли И.Р., Лаговиер А.И., Игнатьев А.Б., Назаренко А.В. Возможности использования авиационной лазерной системы для борьбы с космическим мусором и поддержания орбит космического аппарата // Труды МАИ. 2011. № 43. URI: http://trudymai.ru/published.php?ID=24856

  4. Трушляков В.И., Юткин Е.А. Обзор средств стыковки и захвата объектов крупногабаритного космического мусора // Омский научный вестник. 2013. № 2(120). C. 56-61.

  5. Авдеев А.В. К вопросу борьбы с космическим мусором с помощью лазерной космической установки на основе HF-НХЛ // Труды МАИ. 2012. № 61. URI: http://trudymai.ru/published.php?ID=35496

  6. Асланов В.С., Алексеев А.В., Ледков А.С. Определение параметров оснащенной гарпуном тросовой системы для буксировки космического мусора // Труды МАИ. 2016. № 90. URI: http://trudymai.ru/published.php?ID=74644

  7. Aslanov V.S., Yudintsev V. V. Dynamics of Large Debris Connected to Space Tug by a Tether // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2013. Vol. 36. No. 6, pp. 1654-1660. DOI: 10.2514/1.60976

  8. Асланов В.С., Юдинцев В.В. Выбор параметров системы увода космического мусора с упругими элементами посредством тросовой буксировки // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 7-17.

  9. Gilardi G., Kawamoto S., Kibe S. Capture of a Non-Cooperative Object Using a Two-Arm Manipulator // 55th International Astronautical Congress 2004. Vancouver, Canada. DOI: 10.2514/6.IAC-04-A.5.06

  10. Dudziak R., Tuttle S., Barraclough S. Harpoon technology development for the active removal of space debris // Advances in Space Research. 2015. Vol. 56. No. 3, pp. 509-527. DOI: 10.1016/j.asr.2015.04.012

  11. Schaub H., Sternovsky Z. Active space debris charging for contactless electrostatic disposal maneuvers // Advances in Space Research. 2014. Vol. 53. No. 1, pp. 110-118. DOI: 10.1016/j.asr.2013.10.003

  12. Benvenuto R., Lavagna M. Flexible Capture Devices for Medium To Large Debris Active Removal: Simulations Results To Drive Experiments // 12th Symposium on Advanced Space Technologies in Automation and Robotics, 2013, Noordwijk, The Netherlands. URI: http://robotics.estec.esa.int/ASTRA/Astra2013/Papers/Lavagna_2824514.pdf

  13. Guang Z., Jing-rui Z. Space tether net system for debris capture and removal // 4th International Conference on Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics. 2012. DOI: 10.1109/IHMSC.2012.71

  14. Lavagna M., Armellin R., Bombelli A. and Benvenuto R. Debris Removal Mechanism Based on Tethered Nets // International Symposium on Artificial Intelligence Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS) 2012. Torino, Italy. URI: http://epubs.surrey.ac.uk/id/eprint/813354

  15. Botta E.M., Sharf I., Misra A.K. Contact dynamics modeling and simulation of tether nets for space-debris capture // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2017. Vol. 40. No. 1, pp. 110-123. DOI: 10.2514/1.G000677

  16. Cercós L., Stefanescu R., Medina A., Benvenuto R., Lavagna M., González I., Rodríguez N., Wormnes K. Validation of a Net Active Debris Removal simulator within parabolic flight experiment // 12th International Symposium on Artificial Intelligence Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS). 2014. URI: https:// core.ac.uk/download/pdf/55248523.pdf

  17. Stiles L., Schaub H., Maute K., Moorer D. Electrostatic Inflation of Membrane Space Structures // AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference, Guidance, Navigation, and Control and Co-located Conferences. 2010, Toronto, Ontario, Canada. DOI: 10.2514/6.2010-8134

  18. Barcelo B., Sobel E. Space Tethers: Applications and Implementations. – An Interactive Qualifying Project Report submitted to the Faculty of the Worcester Polytechnic Institute in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Bachelor of Science, 2007, 49 p.

  19. Van der Heide E.J., Kruijff M. Tethers and debris mitigation // Acta Astronautica. 2001. Vol. 48. No. 5-12, pp. 503516. DOI: 10.1016/S0094-5765(01)00074-1

  20. Дон Ч. Анализ динамики и управление движением низкоорбитальной космической тросовой системы // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 84-91.

  21. Кульков В.М. Анализ проектных параметров и исследование режимов управления орбитальным движением электродинамической тросовой системы // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 2. С. 4146.

  22. Виттенбург Й. Динамика систем твердых тел: Монография. – М.: Мир, 1980. – 294 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2019