Наука

В России космические корабли научат маневрам "ювелирной" точности

Читать на сайте Ria.ru
МОСКВА, 8 ноя - РИА Новости. Новый высокоэффективный подход к управлению космическими аппаратами предложили ученые Самарского университета. По их словам, ими найден физический механизм самокоррекции траектории при сложных маневрах, который позволит избежать нежелательной смены курса и лишних затрат топлива. Результаты опубликованы в журнале International Journal of Non-Linear Mechanics.
Любой объект в невесомости в естественном состоянии движется по орбите вокруг ближайшего небесного тела, одновременно вращаясь вокруг собственного центра масс. Чтобы путешествовать в космосе, необходимо построить траекторию аппарата так, чтобы она складывалась из движений по различным орбитам в рамках звездной системы, объяснили специалисты.
В России разработали "космическую" коробку передач
Решающее значение при этом имеет расчет маневров, необходимых для перехода между орбитами. Для этого космический аппарат запускает реактивный двигатель, приобретая разгонный или тормозной импульс.
Величина и направление этих импульсов рассчитываются заранее на Земле, однако в реальности при орбитальных переходах регулярно возникают ошибки, которые могут иметь фатальные последствия для аппарата и миссии в целом, сообщили ученые. Их частота и опасность возрастает с длиной перелета, а для их компенсации требуется дополнительный объем топлива.
Ученые Самарского университета им. Королева детально исследовали физику межорбитальных маневров и предложили новый подход к проектированию и управлению космическими аппаратами. По их словам, полученные результаты позволят намного аккуратнее управлять маневрами, расходуя минимум топлива и не допуская отклонений от курса.
«
"Анализ динамики космических аппаратов позволяет прогнозировать отклонения и учитывать их при работе системы управления движением. Мы же предлагаем проектировать аппараты так, чтобы фокусировка реактивной тяги в нужном направлении происходила за счет естественных инерционных свойств самого аппарата", – рассказал руководитель Научно-исследовательской лаборатории "Динамика и управление движением летательных аппаратов" Самарского университета Антон Дорошин.
Принцип реактивного движения предполагает, что масса аппарата меняется в момент выброса продуктов горения топлива, что и определяет сложную динамику системы. По словам ученых, отклонения происходят из-за того, что вектор реактивной тяги постоянно уводится угловым движением аппарата с заданного направления, из-за чего импульс "распыляется".
Новый подход, по словам авторов, позволит заранее обеспечить оптимальную инерционно-массовую компоновку космического аппарата. За счет правильного расположения топлива и других агрегатов во внутреннем объеме аппарата можно добиться того, чтобы векторы отклонения импульса фокусировались бы сами по себе вдоль направления движения, не требуя дополнительной коррекции.
В России создали принципиально новый "компас" для космоса
"Прежде всего, наши результаты позволят уменьшить ошибки тормозных и разгонных импульсов с помощью фокусировки направления вектора тяги двигателя. При нашем подходе ось реактивного двигателя по спирали сворачивается к целевому направлению без каких-либо управляющих воздействий, что позволит свести к минимуму вероятность перехода на неправильную орбиту", – подчеркнул Дорошин.
Научный коллектив намерен продолжить поиск новых возможностей для повышения эффективности ракетно-космической техники на основе анализа и синтеза сложной динамики механических систем. Исследования коллектива поддерживаются, в том числе Российским научным фондом, проект № 19-19-00085.
В России создадут новые модели аппаратов для освоения дальнего космоса
Самарский университет – участник программы Минобрнауки России "Приоритет 2030". Исследования поведения динамических систем при возникновении хаотических режимов движения в Самарском университете проводятся в рамках гранта Российского научного фонда, в соответствии со стратегическим проектом "Космос для жизни" программы развития вуза.
Обсудить
Рекомендуем