УДК 629.78
ОЦЕНКА ЗАТРАТ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ
ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОЛЕТА К ЕВРОПЕ
С.В. Сухова
ОАО “Корпорация “ВНИИЭМ”, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Проведены анализ затрат характеристической скорости для исследования
Европы (спутника Юпитера) с помощью автоматической межпланетной
станции, оснащенной жидкостным ракетным двигателем и оценка энерге-
тических потребностей аппарата для перелета Земля–Юпитер и выхода на
круговую полярную орбиту искусственного спутника Европы. Межпланетная
траектория приближенно вычислена с использованием модели сопряженных
конических сечений (метода сфер действия). Для снижения затрат импульса
предложена серия маневров в гравитационном поле Ганимеда, самого массив-
ного спутника Юпитера. В качестве результата оценки приведено сравнение
импульсов траекторий двух вариантов: выход аппарата на орбиту Европы
непосредственно после прибытия к Юпитеру и формирование орбиты после
уменьшения гиперболического избытка скорости за счет выполнения необходи-
мого числа гравитационных маневров в сфере действия Ганимеда.
Ключевые слова
:
модель сопряженных конических сечений; расчет траектории;
гравитационный маневр; галилеевы спутники; импульсная тяга; межпланетный
перелет; искусственный спутник Европы.
EVALUATION OF THE DELTA-V BUDGET FOR A MISSION
OF EUROPA EXPLORATION
S.V. Sukhova
OAO “Corporation “VNIIEM”, Moscow, Russian Federation
e-mail:
The delta-V budget of Europa (Jupiter’s moon) exploration using a space probe,
equipped with a liquid-propellant rocket engine is analyzed, and power needs of the
space probe for the Earth-to-Jupiter transfer and probe’s capture into a circular
polar orbit of Europa’s satellite are evaluated. The approximate calculation of
interplanetary trajectory is performed using the patched-conic method (method of
spheres of influence). A series of Ganymede-flybys is suggested for reducing the
delta-V budget (Ganymede is the Jupiter’s largest moon). As a result of evaluation,
the delta-V budget comparison is presented for two trajectories: (1) probe’s capture
into Europa’s orbit right after its arrival at Jupiter; (2) probe’s capture into orbit
after reducing its hyperbolic velocity excess using the required number of gravity
assist maneuvers in Ganymede’s sphere of influence.
Keywords
:
patched-conic approximation, trajectory computation, gravity assist
maneuver, Galilean moons, impulsive thrust, interplanetary flight, Europa’s satellite.
Настоящая работа содержит анализ энергетических затрат автома-
тической межпланетной станции, выполняющей перелет к Юпитеру с
формированием круговой полярной орбиты вокруг одного из галиле-
евых спутников, Европы.
Суммарные затраты характеристической скорости для такой траек-
тории достаточно высоки. Схемы полета, предполагающие изучение
50 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 4
