тел Солнечной системы с пролетной траектории, требуют меньших
затрат импульса, но предоставляемые такими маршрутами возможно-
сти для исследований весьма ограничены. Поскольку от суммарного
импульса скорости зависит необходимое количество топлива (и, сле-
довательно, масса конструкции аппарата), то его снижение позволя-
ет увеличить массу полезной нагрузки и расширить функциональные
возможности космического аппарата (КА).
Для формирования подобной орбиты необходимо погасить гипер-
болический избыток скорости КА относительно Юпитера, следова-
тельно, относительная скорость подлета аппарата должна быть как
можно ниже. В настоящем расчете рассматривается возможность вы-
полнения гравитационных маневров около Ганимеда, позволяющих
снизить значение тормозного импульса, необходимого для формиро-
вания орбиты искусственного спутника Европы (ИСЕ).
Постановка задачи.
Цель расчета — определение затрат харак-
теристической скорости для выведения КА на орбиту ИСЕ и оценка
возможного снижения значения тормозного импульса за счет выпол-
нения гравитационных маневров в сфере влияния Ганимеда.
Задача рассматривается в следующей постановке: КА оснащен дви-
гателем большой тяги (жидкостным ракетным двигателем); орбиты
Земли и Юпитера считаются некомпланарными эллипсами; орбиты
Европы и Ганимеда считаются компланарными окружностям, лежа-
щими в плоскости экватора Юпитера; гравитационные потери не учи-
тываются.
Расчет траектории межпланетного перелета проводился прибли-
женно с использованием модели сопряженных конических сечений
(метод сфер действия). В расчете использовались средние элементы
орбит планет, относящиеся к средним эклиптике и равноденствию
J2000 [1].
Расчет межпланетной траектории методом сфер действия.
Суть
данного метода заключается в разбиении траектории на участки: гео-
центрический, гелиоцентрический и планетоцентрический. Границы
участков определяются сферами действия Земли и планеты назначе-
ния, причем сферы действия перемещаются в соответствии с орби-
тальным движением планет [2].
Разбиение межпланетной траектории на три участка позволяет на
каждом из них учитывать притяжение только одного небесного те-
ла: Земли, Солнца, планеты назначения (в данном случае Юпитера).
Тем самым расчет всей траектории сводится к трем задачам двух тел,
решениями которых являются определяемые начальными условиями
конические сечения, состыкованные на границах участков.
Расчет межпланетной траектории проводится в следующем по-
рядке [3]:
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 4 51
