ЛАБОРАТОРИЯ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ТЕХНОЛОГИЙ, СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ Анализ возможного времени запуска космического аппарата для траекторий к точке L2 системы Земля-Луна Ю.А.Николаева Научный руководитель: С.А.Аксенов, доцент кафедры механики и математического моделирования ФПМиК МИЭМ НИУ ВШЭ Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Точки Лагранжа 2 Точки Лагранжа (либрации) – точки, в которых тело с меньшей массой может оставаться неподвижным относительно двух более массивных тел. Изучаемая точка – точка L2. Находится за Луной, является точкой неустойчивого равновесия. Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Возможности перелета к L2 Существуют 2 варианта перелета к точке L2 Преимущество непрямого перелета: значительное сокращение суммарного импульс Недостаток: большее количество маневров 3 Прямой перелетНепрямой перелет Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Приложение миссий к L2 и непрямой перелет 4 Подробно рассмотрен в статье New Approaches For Human Deep-Space Exploration, D. Dunham, R. Farquhar, N. Eismont, E. Chumachenko, представлена на ISSFD, Пасадена, Калифорния, октябрь Использование: Изучение обратной стороны Луны и околоземных объектов Основа для более сложных траекторий (включающих квазистационарные орбиты) Основа для реализации миссий за пределы системы Земля-Луна Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Основные параметры Общее время полета Суммарный импульс Время, когда аппарат виден/не виден с Земли Степень освещенности обратной стороны Луны 5 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Характеристики Время вылета: 23 июня 2021 г., маневра (TTI – 3,14 км/с, S1 – 191 м/с, S2 – 171 м/с, Orbit Normal – 24 м/с) Суммарный импульс 386 м/с Общее время полета – 17 дней 6 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Расчет траектории в пакете GMAT 7 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Окна запуска Из-за изменения наклонения плоскости эклиптики, аппарат можно запустить с Земли на указанную траекторию в небольшой промежуток времени каждый день. Такой промежуток времени назовем окном запуска. Выбор дат обусловлен степенью освещенности обратной стороны Луны. Длительность, время начала и окончания окна зависят от многих параметров (в т.ч. расстояние от Земли до Луны, расположение планет). 8 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Окна запуска (май, июнь, июль) 9 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса 16:4717:1217:3618:0118:2518:5019:1419:3920:0320:2820:52

Суммарный импульс 10 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Степень освещенности обратной стороны Луны Степень освещенности оценивается параметром, α – угол между направлением на Солнце и радиус-вектором аппарата в системе, связанной с Луной. 11 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Выбор наилучшего времени запуска аппарата Оцениваются 2 основных параметра: затраты топлива и освещенность обратной стороны Луны. 12 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Выводы Рассчитаны траектории к точке либрации L2 системы Земля- Луна для различных дат запуска космического аппарата (27-31 мая, 23 июня - 1 июля, июля 2021 года). Произведен расчет и анализ зависимости степени освещенности обратной стороны Луны от времени запуска аппарата. Рассчитаны окна запуска и оптимальные, с точки зрения экономии суммарного импульса в окрестности Луны и освещенности обратной стороны Луны, моменты вывода аппарата на траекторию. Дальнейшие исследования будут направлены на расчет траекторий для различных дат запуска аппарата в течении 2021 года с целью выбора лучших условий реализации миссии. 13 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса

Спасибо за внимание! 14 Выездной семинар «Механика, управление и информатика» 9-11 июля 2013 г., Таруса