2 / 11
В настоящее время все большее внимание уделяется вопросам соз-
дания космических аппаратов (КА) группового полета (далее — групп
КА).
Под групповым полетом КА понимается движение не менее двух
аппаратов, при котором наибольшее расстояние между КА в группе
существенно меньше (на порядки) длины витка орбиты полета группы.
Такие группы аппаратов могут применяться, например, в качестве
набора специализированных лабораторий для исследования магнито-
сферы и верхней атмосферы, формирования антенных полей сверх-
большой апертуры, проведения последовательной многодиапазонной
съемки поверхности Земли и др. [1–14].
Могут быть определены следующие варианты группы: “ордер” (по-
стоянное взаимное расположение аппаратов относительно друг друга
или постоянная конфигурация группы), “рой” (переменное взаимное
расположение КА относительно друг друга в пределах установленных
границ).
При этом принципиально не допускается использование простран-
ственно неупорядоченной “россыпи” КА. Поэтому актуальными (и в
настоящее время несистематизированными) становятся вопросы по-
строения пространственных конфигураций групп. Настоящая статья
посвящена некоторым вопросам орбитального построения групп КА,
навигации и автономного управления ими.
Построение группы космических аппаратов.
Представляются
рациональными следующие варианты формирования и поддержания
пространственного расположения группировки аппаратов.
Метод постоянного строя
заключается в непрерывной или пери-
одической корректировке групп КА своего пространственного поло-
жения для выдерживания конфигурации [2].
Аналитическое описание такого движения может быть построе-
но на основе линеаризованных уравнений Хилла – Клохесси – Уилт-
шира [6]:
¨
x
+ 2
ω
˙
z
= 0;
¨
y
+
ω
2
y
= 0;
¨
z
−
2
ω
˙
x
−
3
z
= 0
,
(1)
где
ω
=
2
π
T
орбитальная угловая скорость КА,
T
— период движения
КА по круговой орбите.
Система уравнений (1) описывает относительное движение двух
КА: не маневрирующего, формирующего центральную или опорную
орбиту, и маневрирующего, поддерживающего заданное положение по
фронту. Для описания модели выбрана орбитальная система коорди-
нат
Oxyz
с началом в центре масс не маневрирующего КА; ось
Oz
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 6 23