Построение и анализ траекторий срочного возвращения к Земле при пилотируемых полётах к Луне А.К. Платонов, А.Г. Тучин, Ю.Г. Сихарулидзе, Г.С. Заславский, - презентация

1 Построение и анализ траекторий срочного возвращения к Земле при пилотируемых полётах к Луне А.К. Платонов, А.Г. Тучин, Ю.Г. Сихарулидзе, Г.С. Заславский, Д.А. Тучин Баллистический центр ИПМ им. М.В.Келдыша Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 г

2 Проблема безопасности космонавтов Уровень нагрузки на организм космонавта: - невесомость, перегрузки, шумы, вибрации, ограничение подвижности, психическое состояние, изоляция, существование в замкнутом ограниченном пространстве и пр. Техническая сложность: – КМ Apollo функциональных частей - без проводов и конструктивных элементов автомобиль – – Система жизнеобеспечения – 180 частей и 23 функции домашний кондиционер – 8 - " - и 5 -" -. Баллистическая сложность: – 7-8 орбитальных манёвров с определением их результатов, 3-5 траекторных коррекций с - " - их - " -, – Отсутствие наблюдений КА в южной полусфере… Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

3 Задача: Построить методику массовой оценки баллистических возможностей срочного возвращения на геоцентрическом участке полёта к Луне по параметрам: -Требуемых затрат скорости манёвра. -Времени обратного полёта. -Достижимых координат посадки СА. Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

4 Канонические параметры траекторий безопасного возвращения ПТК в атмосферу Земли Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 вх =5,5-0, (11,5–V вх ) 2 => C=(R e +100) V вх cos вх

5 ЛИНЕЙНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПОСТОЯННОЙ ПЛОЩАДЕЙ С И КВАДРАТИЧНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ИНТЕГРАЛА ЭНЕРГИИ h ОТ ВЕЛИЧИНЫ СКОРОСТИ ВХОДА НА КАНОНИЧЕСКОМ МНОЖЕСТВЕ ТРАЕКТОРИЙ ВОЗВРАТА ПТК Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

6 Параметры канонического множества условий возврата V вх [км/сек]P [км]e [град] R [км]V [км/сек] Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

7 Параметры множества целевых ТВ Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня ч. полёта

8 Полупериод и радиус апогея эллиптической части множества целевых ТВ Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

9 Начало траектории перелёта 2025/08/17 06:44: Полуось, ткм 256, Эксцентриситет 0, Период, мин 21601,385 Наклонение, град. 50,66 Долгота восходящего узла, град. 313,15 Аргумент перицентра, град. 331,59 Высота перицентра, км 201,6188 Высота апоцентра, ткм 500, Момент времени периселения 2025/08/19 22:30:00.0. Высота периселения, км 100,0 Наклонение пролётной гиперболы к плоскости экватора Луны, град. 2,3 Выбранная для анализа штатная траектория полёта к Луне Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 Вид штатной траектории в плоскости орбиты с осью Х,- вдоль линии пересечения плоскости орбиты с плоскостью экватора ткм

10 Точки анализа возврата на штатной траектории полёта ПТК (старт 17 августа 2025 г.) Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 Допустимый размер импульса возврата ( 1800 м/с) складывается из запасов характеристической скорости для перехода на орбиту ИСЛ ( 900 м/с) и для возвращения к Земле ( 900 м/с)

11 Условие формирования траектории возврата с минимальной скоростью входа в атмосферу Земли Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

12 Углы входа таких ТВ не удовлетворяет требованиям безопасности возвращения ! Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

13 Схема прямого и обратного манёвров для формирования ТВ Поворот эллипса ТВ вокруг Rшт порождает ещё два вектора скорости ТВ. Этим 4-м векторам скорости соответствуют 4 значения характеристической скорости и 4 точки входа в атмосферу Земли но только 2 значения времени возвращения. Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

14 Сравнение 4-х вариантов формирования траекторий возврата в вскоре после старта Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

15 Траектория "прямого-вверх" возвращения к Земле ( 12 мин. полёта, R= 7960 км ) Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 r r r вх

16 Сравнение 4-х вариантов формирования траекторий возврата в начале полёта Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 V хар 900 м/с для ИСЛ и 900 м/с для ИСЛ-Земля (и там и там диапазон 100 м/с)

17 Сравнение 4-х вариантов формирования траекторий возврата у геостационара Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

18 Сравнение 4-х вариантов формирования траекторий возвращения к Земле Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

19 Сравнение 4-х вариантов формирования траекторий возвращения к Земле Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

20 Траектория "прямого-вверх" возвращения к Земле ( 12 час. полёта, R= 134 тыс. км ) Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

21 Сравнение 4-х вариантов формирования траекторий возвращения к Земле Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

22 Траектория "прямого-вверх" возвращения к Земле ( 1 сут. полёта, R= 200 тыс. км ) Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

23 Сравнение 4-х вариантов формирования траекторий возвращения к Земле Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

24 Траектория "прямого-вверх" возвращения к Земле ( 2 сут. полёта, R= 300 тыс. км ) Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

25 Принимаем реализуемую дальность управляемого торможения в атмосфере не более 9000 тыс. км

26 Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 Скорости входа ТВ

27 Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

28

29

30

31 Возможные точки посадки в случае возврата с траектории перелёта к Луне в условиях максимального склонения Луны Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

32 -Места приземления СА при простых способах построения манёвров возврата «мало удобны» для работы средств спасения. -Для реализации нужной долготы посадки необходим определение траектории в южной полусфере. -Для реализации требуемой широты посадки -желательно повысить аэродинамическое качество СА -предстоит исследовать характеристики двух- импульсного манёвра возвращения Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014

33 Разработанная схема построения двух-импульсной реализации траекторий срочного возвращения космонавтов на Землю Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014 Множество ТВ с заданной широтой входа Задача Ламберта

34 Спасибо за внимание! Семинар ИКИ, посвящённый памяти П.Е.Эльясберга. Таруса июня 2014