Выбор низковысотных орбит захоронения и перевод на них выработавших свой ресурс космических аппаратов

used to predict movements within a long time span. It allows reducing twice or thrice

the computation time while keeping the same accuracy of the numerical integration.

Keywords

maneuvering, disposal orbit, disposal orbit evolution, numerical and

analytical prediction, THEONA.

В задаче захоронения требуется перевести заканчивающие рабо-

ту космические аппараты (КА) на орбиты, на которых они не могут

представлять опасности для активно функционирующих КА. Для гео-

стационарных КА — это увод заканчивающих работу КА на орбиты

выше геостационарной области, а для низких орбит — перевод этих

КА на орбиты, время существования на которых не превышает за-

данного времени

сущ

[1, 2]. В соответствии с международной дого-

воренностью в настоящее время принимается, что на низкой орбите

захоронения спутник может находиться не более 25 лет (

сущ

= 25

)

[3, 4].

Общая схема решения задачи.

Задача расчета параметров манев-

ров перевода КА на низкую орбиту захоронения разбивается на две

подзадачи. В одной требуется определить, какой должна быть орбита

захоронения, во второй — рассчитать параметры маневров, переводя-

щих КА на эту орбиту. Можно выделить два основных типа орбит за-

хоронения. В первом случае с помощью одного тормозного импульса

скорости, прикладываемого в апоцентре, формируется эллиптическая

орбита, перицентр которой находится в плотных слоях атмосферы. Во

втором случае с помощью двух тормозных импульсов скорости, при-

кладываемых в апоцентре и перицентре, формируется круговая орби-

та, полностью расположенная в плотных слоях атмосферы. В первом

случае требуются меньшие затраты горючего, однако апогей орбиты

захоронения остается в зоне рабочих орбит активных КА и, следова-

тельно, КА, переведенный на эллиптическую орбиту захоронения, бу-

дет представлять опасность для активных КА, орбиты которых распо-

ложены ниже апоцентра орбиты захоронения. Таким образом, одна из

рассматриваемых задач заключается в том, чтобы оценить, насколько

быстро апогей эллиптической орбиты захоронения опустится из обла-

сти, в которой действуют активные КА. Перевод на круговую орбиту

сразу выводит КА из рабочей области функционирования активных

КА. Высота этой орбиты больше высоты перицентра эллиптической

орбиты захоронения.

Поскольку импульсы скорости, формирующие орбиту захороне-

ния, достаточно велики, а точность их исполнения в конце периода

существования КА падает, целесообразно делить эти импульсы на ча-

сти и прикладывать их на разных витках, но на одном аргументе ши-

роты. Это позволит повысить точность формирования орбиты после

маневров, а также аккуратнее рассчитывать вероятность возможного

столкновения с космическим мусором в процессе формирования ор-

биты захоронения. Если существует опасность столкновения, то мане-

вры понижения орбиты можно перенести на последующие витки или

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 5