Баллистико-навигационное обеспечение полета КА «Венера-Д» Лавренов С.М., Степаньянц В.А., Тучин А.Г. ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

2 Характеристики окна стартов 2016 года Дата стартаДата прилёта Асимптотическая скорость отлёта от Земли, км/с Асимптотическая скорость подлёта к Венере, км/с Сумма асимптотических скоростей отлёта и подлёта, км/c

3 Характеристики окна стартов 2018 года Дата стартаДата прилёта Асимптотическая скорость отлёта от Земли, км/с Асимптотическая скорость подлёта к Венере, км/с Сумма асимптотических скоростей отлёта и подлёта, км/c

4 Сравнение затрат характеристической скорости на перелёт Земля – Венера в 2016 и 2018 гг. Суммарные затраты характеристи ческой скорости, км/с Номер дня в окне стартов

5 Траектория перелёта

6 Коррекции на траектории перелёта Первая коррекция выполняется на седьмые сутки полёта. Вторая коррекция выполняется за четыре дня до подлёта к Венере. После выполнения второй коррекции и отделения ПА выполняется маневр увода ОА. Третья коррекции движения ОА проводится за одни сутки до подлёта.

7 Ошибки исполнения манёвров и коррекций Ошибки исполнения импульса перехода на траекторию перелёта составляют 0.2% по величине и 0.7° по направлению. Ошибки исполнения импульсов коррекций и манёвра увода составляют 0.5 м/с по величине и 0.7° по направлению.

8 Траекторные измерения в проекте «Венера-Д» до расстояния 2 млн км со станций «Спектр-X» на Байконуре и в Медвежьих Озёрах; при удалении более, чем на 1.5 млн км, со станций, оборудованных большими антеннами, в Уссурийске (П-2500) и Медвежьих Озёрах (ТНА-1500). Излучаемая частота: 7.1–7.2 ГГц. Коэффициент преобразования частоты на борту: 880/749. Зона однозначного измерения наклонной дальности : 1023 км. Ошибки измерений: 20 м по наклонной дальности, 0.2 мм/с по радиальной скорости.

9 Программа траекторных измерений на траектории перелёта На участке до проведения первой коррекции измерения проводятся ежедневно: до удаления на 2 млн км с четырёх пунктов, после удаления на 2 млн км с двух пунктов. На участке после проведения первой коррекции измерения проводятся раз в четыре дня с двух пунктов в Медвежьих Озерах и Уссурийске. За две недели до выполнения второй коррекции измерения выполняются раз в сутки двумя пунктами. После выполнения второй коррекции измерения также выполняются раз в сутки двумя пунктами.

10 Схема доставки посадочного аппарата Должны быть обеспечены заданный угол входа в атмосферу Венеры, условия освещённости и радиовидимости с наземных станций слежения. Эти условия обеспечиваются за счёт проведения двух коррекций на траектории перелёта: на седьмые сутки полёта и за четверо суток до входа в атмосферу Венеры. После второй коррекции ПА отделяется от основного КА и совершает автономный полёт. ОА после проведения второй коррекции выполняет маневр увода, который обеспечивает переход на пролётную гиперболу с заданным наклонением (90º) и заданной высотой перицентра (250 км). При этом ОА должен достичь минимального расстояния до Венеры на четыре часа раньше, чем ПА достигнет её атмосферы. В момент входа ПА в атмосферу Венеры ОА должен обеспечить связь с ним и ретранслировать на Землю поток телеметрической информации.

11 Динамические операции после второй коррекции

12

13 Условия входа ПА в атмосферу Венеры Требование по освещённости точки входа ПА в атмосферу Венеры противоречит условию радиовидимости с Земли. Требование по посадке в высоких широтах Венеры противоречит требованиям по углу входа в атмосферу, по освещённости точки входа и по условию радиовидимости.

14 Отделение субспутника Если ОА и СС имеют разные периоды, можно подобрать интервалы времени, в которых выполняются заданные условия по относительному положению ОА и СС. Предлагается вывести СС на орбиту с периодом, равным двум земным суткам, а ОА – на орбиту с периодом, равным земным суткам. ОА после маневра торможения должен перейти на орбиту с периодом двое суток. В апоцентре этой орбиты должен быть отделён СС. После этого ОА должен перейти на орбиту с периодом, равным земным суткам.

15 Параметры орбиты субспутника Период, час48 Высота в перицентрe, км250 Высота в апоцентре, км Наклонение, град90 Эксцентриситет

16 Энергетические затраты ОА на манёвры на орбитах ИСВ Модуль импульса перехода на орбиту ИСВ составляет 648 м/с. Модуль импульса перехода с орбиты с периодом, равным двум земным суткам, на орбиту с периодом одни сутки составляет 158 м/с.

17 Выводы Затраты характеристической скорости на реализацию перелёта в окне стартов 2016 года меньше, чем в окне стартов 2018 года примерно на 880 м/с. Должна быть выбрана точка входа в атмосферу и разрешены противоречия между различными требованиями. Должна быть выбрана орбита субспутника.