47755

Автор(ы): 

Автор(ов): 

5

Параметры публикации

Тип публикации: 

Тезисы доклада

Название: 

Построение траекторий перелётов космического аппарата между орбитами на основе решения задач Ламберта

ISBN/ISSN: 

ISBN 978-5-93821-168-1

Наименование конференции: 

  • 52-е Научные чтения памяти К.Э. Циолковского (Калуга, 2017)

Наименование источника: 

  • Материалы 52-х Научных чтений памяти К.Э. Циолковского (Калуга, 2017)

Город: 

  • Калуга

Издательство: 

  • АКФ «Политоп»

Год издания: 

2017

Страницы: 

202-203
Аннотация
В работе рассматривается задача перелёта космического аппарата (КА) с орбиты Земли на орбиты других планет Солнечной системы. В начальный момент времени координаты и скорости КА совпадают с координатами и скоростями Земли, а в конечный момент времени — с координатами и скоростями рассматриваемой планеты- цели. Координаты и скорости планет Солнечной системы вычисляются по соответствующим эфемеридам с использованием пакета SPICE. Гравитационное поле Солнца считается центральным ньютоновским, а притяжение планет, КА и других тел не учитывается. Управление осуществляется при помощи одного импульса в начальный и одного импульса в конечный моменты времени. Рассматриваемая задача при фиксированных начальном и конечном моментах времени является задачей Ламберта, и каждая такая задача в работе решается численно методом универсальной переменной. Управляющие импульсные воздействия определяются как разности полученных скоростей КА и рассматриваемых небесных тел. Сумма импульсов задачи минимизируется при помощи метода градиентного спуска. Задача имеет значительное число локальных экстремумов, поэтому старт градиентного метода осуществлялся из большого количества узлов дискретной сетки в области изменения параметров задачи. В случае, когда задача Ламберта имеет неединственное решение, выбирается такая траектория, для которой значение функционала минимально. Общее время перелёта ограничено. Для решения данной задачи разработан программный комплекс, и проведено тестирование, подтверждающее корректность его работы и, соответственно, корректность получающихся чисел. В результате решения задачи построены траектории перелётов от Земли к другим планетам Солнечной системы, сумма величин управляющих импульсов для которых минимальна. Задача исследована для широкого диапазона значений параметров. Полученные результаты могут быть использованы для оценки необходимых для перелета затрат массы, а также в качестве начального приближения для решения задач в более сложных постановках: например, для задачи минимизации массы и для задачи построения траектории экспедиции с учётом притяжения планет.

Библиографическая ссылка: 

Голикова Г.Н., Горбунов Д.А., Григорьев И.С., Самохин А.С., Самохина М.А. Построение траекторий перелётов космического аппарата между орбитами на основе решения задач Ламберта / Материалы 52-х Научных чтений памяти К.Э. Циолковского (Калуга, 2017). Калуга: АКФ «Политоп», 2017. С. 202-203.