Использование лазерной целевой аппаратуры на борту космических аппаратов, предназначенных для полетов к астероидам

Авторы

Вишняков В. М.^*, Лебеденко В. П.^**

Центральный научно-исследовательский институт машиностроения, ул. Пионерская, 4, Королёв, Московская область, 141070, Россия

*e-mail: vm_vishnyakov@tsniimash.ru
**e-mail: vlebedenko@bk.ru

Аннотация

Описана лазерная целевая аппаратура на базе многофункционального трехмерного (3D) лазерного локатора для использования в составе космических аппаратов (КА), предназначенных для полетов к астероидам, сближающимся с Землей (АСЗ), и к другим малым небесным телам. Задачи лазерной аппаратуры: прецизионное измерение дальности и скорости, трехмерное наблюдение формы и структуры поверхности небесного тела, выбор наиболее удобного места посадки спускаемого аппарата, оперативный детальный трехмерный мониторинг результатов ударного воздействия, спектроскопический анализ состава веществ объекта и пр.

Обеспечение сближения исследовательского КА с АСЗ осложняется большими (десятки-сотни километров и более) погрешностями предварительных данных по параметрам орбиты АСЗ, получаемых от наземных средств наблюдения. Проведены расчеты необходимых затрат топлива двигательной установки КА на этапе сближения с АСЗ. Результаты показали, что применение на борту лазерного дальномера позволит снизить затраты топлива примерно вдвое по сравнению с использованием только пассивных средств наблюдения.

Использование многофункционального лазерного локатора может увеличить полную массу КА. Тем не менее это вполне компенсируется расширением круга задач, решаемых целевой аппаратурой КА, и повышением точности их выполнения.

Ключевые слова

3D-лазерный локатор, лазерный дальномер, лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия, характеристическая скорость, мониторинг воздействия на астероид

Библиографический список

1. NEAR Shoemaker. http://ru.wikipedia.org/wiki/NEAR_Shoemaker (дата обращения 2 июня 2014 г.).
2. Хаябуса (космический аппарат). http://ru.wikipedia.org/wiki/Hayabusa (дата обращения 2 июня 2014 г.).
3. Афанасьев И., Воронцов Д. Космический сокол. http://www.galactic.name/vokrug_sveta/kosmicheskij_sokol.php (дата обращения 2 июня 2014 г.).
4. Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer (OSIRIS-Rex). http://ru.wikipedia.org/wiki/OSIRIS-REx (дата обращения 4 июня 2014 г.).
5. APEX (Apophis Explorer). http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science (дата обращения 3 февраля 2014г.).
6. Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA) study. http://www.esa.int/Our_Activities/Technology/NEO/Asteroid_Impact_Deflection_Assessment_AIDA_study/%28print%29 (дата обращения 4 июня 2014 г.).
7. Avalanche Fotodioden Arrays (APD Arrays). http://www.first-sensor.com/de/produkte/optischesensoren/detektoren/apd-arrays (дата обращения 26 июня 2014 г.).
8. TigerEye 3D Flash LIDAR Camera Kit(tm). http://www.advancedscientificconcepts.com/products/tigereye.html (дата обращения 26 июня 2014 г.).
9. Бахшиян Б.Ц., Суханов А.А., Федяев К.С. Оценка точности определения параметров орбиты астероида «Апофис» по результатам измерений // Космические исследования. 2010. Т. 48. №5. С. 427-432.
10. Суханов А.А., де К.Вельу А.Ф., Макау Е.Е., Винтер О.К. Проект «Астер»: полет к околоземному астероиду // Космические исследования. 2010. Т. 48. №5. С. 443-456.
11. Шустов Б.М. Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра. - М.: Физматлит, 2010. - 384 c.
12. Шереметьев А.Г., Толпарев Р.Г. Лазерная связь. - М.: Связь, 1974. - 384 с.
13. Горяинов В.Т., Журавлев А.Г., Тихонов В.И. Статистическая радиотехника: примеры и задачи. - М.: Советское радио, 1980. - 600 с.
14. Боровенко В.Н. Баллистическое проектирование средств выведения космических аппаратов на орбиты Земли и других планет. - М.: Компания Спутник, 2003. - 199 c.
15. Карасик В.Е. Лазерные приборы и методы измерения дальности. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - 92 с.