Оптимизация траектории к Юпитеру космического аппарата с малой тягой с использованием двух гравитационных манёвров у Земли

Авторы

Константинов М. С.^*, Орлов A. A.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: mkonst@bk.ru
**e-mail: BossTanaka@rambler.ru

Аннотация

Проанализирована возможность использования последовательности двух гравитационных манёвров у Земли при перелёте к Юпитеру. Показано, что такая последовательность может обеспечить увеличение массы космического аппарата, доставляемого в окрестность Юпитера, по сравнению со схемой, в которой используется только один гравитационный маневр у Земли или тем более со схемой прямого перелета к Юпитеру, когда гравитационные маневры не используются. Даны количественные (массовые и временные) и качественные (число и расположение активных и пассивных участков траектории при оптимальной схеме перелета, характер используемых гравитационных маневров) оценки анализируемой схемы перелета. Задача оптимизации траектории гелиоцентрического перелета космического аппарата формулируется с использованием принципа максимума Понтрягина. Описаны необходимые условия оптимальности. Сформулирована четырехточечная краевая задача, к которой сводится рассматриваемая оптимизационная проблема. Проанализирована транспортная космическая система, базирующаяся на ракете-носителе «Ангара-5», химическом разгонном блоке КВТК и электроракетной двигательной установке с удельным импульсом 4650 с.

Ключевые слова:

космический аппарат для исследования Юпитера, оптимизация траектории перелета, гравитационный маневр, электроракетная двигательная установка, четырехточечная краевая задача

Библиографический список

1. Константинов М.С., Мин Тейн. Оптимизация прямых полетов к Юпитеру с ядерной электроракетной двигательной установкой // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20. № 5. С. 22-33.
   
2. Константинов М.С., Мин Тейн Оптимизация траектории выведения космического аппарата на рабочую гелиоцентрическую орбиту // Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 67, 2013г. http:// www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=41510
   
3. Константинов М.С., Петухов В.Г., Лёб Х.В. Применение высокочастотного ионного двигателя RIT-22 в проекте «Интергелио-Зонд» // Электронный жур- нал «Труды МАИ». Выпуск № 67, 2013г. http:// www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=35372
   
4. Konstantinov M.S., Petukhov V.G. One Version of a Space Transport System for Research of the Sun. Proceedings of 62nd International Astronautical Congress, 3-7 October 2011, IAC-11.C4.6.10, Cape Town, South Africa, 10 p. 
5. Konstantinov M.S., Min Thein, Petukhov V.G. The one mission for Sun exploration. IAC paper, IAC-12-A3, 5, 5. 63th IAC, Naples, Italy, 2012.
   
6. Константинов М.С., Нгуен Диен Нгок. Оптимизация траектории КА с ЭРДУ к Юпитеру с гравитационным маневром в рамках задачи трех тел // Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 72, 2014г. http://www.mai.ru/science/trudy/published. php?ID=47349
   
7. Константинов М.С., Орлов А.А. Оптимизация траектории перелёта космического аппарата с малой тягой для исследования Юпитера с использованием гравитационного манёвра у Земли // Вестник ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина». 2013. Т. 21. № 5. С. 42-46
   
8. Петухов В.Г. Метод продолжения для оптимизации межпланетных траекторий с малой тягой // Космические исследования. 2012. Т. 50. № 3. С. 258-270.