impulse needed for the nanosatellite to transfer from the suborbital trajectory to
the circular orbit with an altitude of 100 km is evaluated. The results enable the
rational launch parameters to be estimated which minimize the costs of nanosatellite
delivery to the near-Earth space. Advantages of pulsed launchers in comparison
with traditional delivery aids are revealed. The availability of the marked “stability
shelves” makes it possible to use technologies of manufacturing of acceleration
systems with broad limits for parameters of nanosatellites and pulsed accelerators.
This scheme is self-stabilizing, which permits the technology of manufacturing of
both pulsed launcher and nanosatellite to be substantially simplified and cheapened.
Keywords
:
nanosatellite, space transportation systems, pulsed launch, cluster space
systems.
Работа посвящена обоснованию принципиальной возможности
формирования кластерной системы наноспутников (спутников массой
1. . . 10 кг) в околоземном пространстве на основе импульсного старта.
Целью исследования является разработка эффективной орбитальной
кластерной системы наноспутников. Доставка спутников на орбиту
— важнейший элемент этой системы. Система запуска, основанная
на импульсном старте, привлекает экономичностью, экологичностью,
снижением энергозатрат по сравнению с традиционными системами
доставки. Импульсный старт не требует дорогостоящих космодромов.
В случае внедрения новой технологии выведения сами характеристики
и возможности космической кластерной системы станут новыми, при-
обретут гибкость, высокую экономическую эффективность и техниче-
скую надежность за счет возможности проведения частых недорогих
запусков. Выбор рациональной архитектуры системы импульсного за-
пуска снизит удельную стоимость транспортных операций на порядок
[1] по отношению к традиционным способам доставки спутников на
орбиту.
Согласно модели, рассмотренной в работе, наноспутник приобре-
тает в импульсном ускорителе начальную стартовую скорость, затем
следует пассивный участок траектории вплоть до высшей точки на
высоте 100 км (за линией Кармана). В высшей точке корректирую-
щее импульсное устройство переводит спутник на круговую орбиту.
Возможный вид наноспутника с секторным поддоном для разгона в
канале ствола и якорем для доразгона в электромагнитном ускорителе
приведен в работе [2] (рис. 1,
б
). Конструкция импульсного устройства
включает подлежащие утилизации артиллерийские системы в качестве
первой ступени. Доразгон осуществляется с помощью электромагнит-
ного или легкогазового ускорителя. Пуск может быть произведен с
поверхности Земли, с самолета или аэростата [1–4]. Подъем пуско-
вой площадки снижает требования к пусковому устройству в отно-
шении стартовой скорости метаемого тела, но появляются дополни-
тельные требования к массогабаритным характеристикам импульсной
установки.
70 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 3
