Исследование оптимальных перелетов космического аппарата к сближающемуся с Землей астероиду
Диссертация
Широкий ряд проблем, связанных с обеспечением астероидно-кометной безопасностью Земли, представлен в работах. Предложены различные методы предупреждения столкновения малых небесных тел с Землей. В основном, их можно разделить на две основные группы. К первой группе относятся методы дезинтеграции опасных тел, такие как 5 разрушение, распыление, испарение. К другой группе относятся методы… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Постановка задачи. Принятые допущения. Оптимальные одноимпульсные перелеты КА
- 1. 1. Ударно-кинетическое воздействие
- 1. 2. Модели столкновения КА с астероидом
- 1. 4. Схемы перелета КА
- 1. 6. Геоцентрическое движение КА
- 1. 7. Гелиоцентрическое движение КА
- 1. 8. Определение отклонения астероида от Земли
- 1. 9. Критерии оптимальности
- 1. 10. Ограничения на управление двигательных систем
- 1. 11. Исходные параметры
- 1. 12. Оптимальные одноимпульсные траектории К, А в широком диапазоне времен перелета
- Глава 2. Оптимальный двухимпульсный перелет КА к АСЗ
- 2. 1. Схема перелета КА
- 2. 2. Необходимые условия оптимальности
- 2. 3. Схема решения задачи
- 2. 4. Результаты численного расчета
- Глава 3. Оптимальный перелет КА с малой тягой при идеальном управлении
- 3. 1. Метод определения оптимальных траекторий
- 3. 2. Максимизация конечной массы
- 3. 3. Максимизация количества движения К, А относительно астероида
- 3. 4. Максимизация отклонения астероида от Земли
- 3. 5. Критерии подобия
- 3. 6. Случай перелета КА только с малой тягой
- 3. 7. Массовые характеристики компонент КА при перелете с малой тягой
- 3. 8. Численные результаты
- Глава 4. Оптимальные траектории перелета КА с малой тягой при ограничении на управление
- 4. 1. Схема перелета КА
- 4. 2. Необходимые условия оптимальности
- 4. 3. Схема решения задачи
- 4. 4. Численные результаты
- Глава 5. Определение множества оптимальных траекторий КА с малой тягой при изменении дат перелета
- 5. 1. Эффективность воздействия на астероид для двух типов перелета КА
- 5. 2. Оптимальные траектории КА с малой тягой в области времен максимальных отклонений астероида
Список литературы
- Астероидно-кометная опасность. Под ред. А. Г. Сокольского. ИТА РАН, МИПАО, С.-Петербург, 1996. 244 с.
- Белецкий В.В. О траекториях космических полетов с постоянным вектором реактивного ускорения. Космические исследования, 1964, т. 2, № 3. С. 408−413.
- Белецкий. В.В. Очерки о движении космических тел. М: Наука, 1977. 403 с.87
- Белецкий В.В., Егоров B.B. Межпланетные полеты с двигателями постоянной мощности. Космические исследования, 1964, т.2, № 3. С. 360−391.
- Белецкий В.В. О траекториях космических полетов с постоянным вектором реактивного ускорения. Космические исследования, 1964, т. 2, № 3. С. 408−413.
- Белецкий В.В., Егоров В. А., Ершов В. Г. Анализ траекторий межпланетных полетов с двигателями постоянной мощности. Космические исследования, 1965, т. 3, № 4. С. 508−522.
- Белецкий В.В., Егоров В. А. Разгон космического аппарата в сфере действия планеты. Космические исследования, 1964, т. 2. С 392 407.
- Березкин E.H. Лекции по теоретической механике. В 2 частях. Издательство Московского университета. 1968 г.
- Васильев В.В., Салмин В. В. Многошаговые алгоритмы коррекции орбиты спутника Земли двигателем малой тяги. Космические исследования, 1984, том 22, № 4, с. 507−519.
- Васильев В.В., Салмин В. В. Выбор универсальных параметров двигателя малой тяги, предназначенного для поддержания орбиты спутника Земли. Космические исследования, 1984, том 22, № 6, с. 858−866.
- Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1988.
- Витязев A.B., Печерникова Т. В. Астероидная и сейсмическая опасность (введение в новые аспекты проблемы). М.: ОИФЗ РАН, 1997. 70 с.
- Глазков А.И. Способ решения двухточечной краевой задачи оптимизации перелетов с малой тягой. Космические исследования, т. 22, № 6. С. 842−847.88
- Григорьев И.С., Григорьев К. Г., Петрова Ю. Д. О наискорейших маневрах космического аппарата с реактивным двигателем большой ограниченной тяги в гравитационном поле в вакууме. Космические исследования, 2000, т. 38, № 2. С. 171−192.
- Гродзовский Г. Л., Иванов Ю. Н., Токарев В. В. Механика космического полета с малой тягой. М., Наука, 1966.
- Гродзовский Г. Л., Иванов Ю. Н., Токарев В. В. Механика космического полета. Проблемы оптимизации. М.: Наука, 1975. 704 с.
- Ван Дайн. Алгоритм оптимизации траекторий и связанных с ними параметров. Ракетная техника и космонавтика, 1969, № 3, с. 21−28.
- Егоров В.А., Ефимов Г. Б., Ахметшин Р. З., Белоглазов С. С. Полеты с малой тягой к малым телам Солнечной системы. Препринт Института прикладной математики М. В. Келдыша РАН, 1994, № 1. С. 28.
- Ефимов Г. Б. Оптимальный разгон в центральном поле до гиперболических скоростей. Космические исследования, 1970, т.8, № 1. С. 26−47.
- Ефимов Г. Б., Охоцимский Д. Е. Об оптимальном разгоне космического аппарата в центральном поле. Космические исследования, 1965, т. З, № 6. С 812−825.
- Иванов В.А. Качественное исследование движения КА при постоянном радиальном ускорении. Космические исследования, 1982, том 20, № 2, с. 191−195.
- Иванов Ю.Н., Шалаев Ю. В. Метод скорейшего спуска в применении к расчету межорбитальных траекторий с двигателями ограниченной мощности. Космические исследования, 1964, т. 2, №. 3. С. 433−440.89
- Иванов Ю.Н., Токарев В. В., Шалаев Ю. В. Оптимальные траектории и оптимальные параметры космических аппаратов с двигателями ограниченной мощности. Космические исследования, т.2, вып.3,1964. С.414−432.
- Ивашкин В.В. Оптимизация космических маневров при ограничениях на расстояния до планет. М.: Наука, 1975. 392 с.
- Ивашкин В.В. Качественное исследование особенностей гелиоцентрического движения КА с малой кусочно-постоянной малой тягой. Космические исследования, 1989, т. 27, вып. 3. С. 357−367.
- Ивашкин В.В., Баум Ф. И. Использование гравитационного маневра у Луны для полета космического аппарата к сближающемуся с Землей астероиду. Препринт Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, 2000, № 67. 32с.
- Ивашкин В.В., Зайцев A.B. Исследование возможности изменения орбиты сближающегося с Землей астероида ударно-кинетическим воздействием космического аппарата. Препринт Института прикладной математики М. В. Кел дыша РАН, 1996, № 70. 32 с.90
- Ивашкин В.В., Зайцев A.B. Анализ возможности изменения орбиты сближающегося с Землей астероида ударным воздействием космического аппарата. Космические исследования. 1999, т. 37, № 4. С. 405−416.
- Ивашкин В.В., Райкунов Г. Г. Оптимизация двухимпульсного маневра встречи двух аппаратов на круговой орбите при наличии ограничений. Космические исследования, 1991, т. 29, № 3. С. 352.
- Ивашкин В.В., Райкунов Г. Г. Анализ оптимальности двухимпульсных траекторий встречи двух аппаратов на круговой орбите. Космические исследования. 1993, т. 31. Вып. 3. С.43
- Ивашкин В.В., Смирнов В. В. Качественный анализ некоторых методов уменьшения астероидной опасности для Земли. Астрономический вестник, 1993, т.27, N6, с.46−54.
- Ивашкин В.В., Чернов A.B. Определение оптимальных траекторий полета к астероиду при использовании малой тяги. Всероссийская конференция с международным участием «Компьютерные методы небесной механики-95», 17−20 октября 1995 г., С.-Петербург. С. 115.
- Ивашкин В.В., Чернов A.B. Оптимизация траекторий перелетов космического аппарата к сближающемуся с Землей астероиду при использовании малой тяги. Препринт Института прикладной математики М. В. Келдыша РАН, 1996, № 62. 29 с.
- Ивашкин В.В., Чернов A.B. Оптимальные траектории полета КА к сближающемуся с Землей астероиду при использовании малой тяги. Космические исследования, 2000, т.38, № 2. С. 151−163.
- Ивашкин В.В., Чернов A.B., Баум Ф. И. Анализ оптимальных двухимпульсных перелетов космического аппарата к сближающемуся с Землей астероиду. Институт прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН. Москва. Препринт N 34, 1999.31 с.
- Ильин В.А., Кузьмак Г. Е. Оптимальные перелеты космических аппаратов. М.: Наука, 1976. С. 744.
- Илютович А.Е. Оптимизация движения космического аппарата с двигателем использующим солнечную энергию. Космические исследования. 1967, т. 5, № 1. С. 24−31.
- Интеллектуальные системы автономных аппаратов для космоса и океана и метод технико-биологических аналогий. Под ред. Бугровского В. В. Москва, Институт проблем управления, 1997. 214с.
- Ипатов С.И. Миграция небесных тел в Солнечной системе. Эдиториал УССР, Москва, 2000. 318 с.93
- Исаев В.К., Сонин В. В., Давидсон Б. Х. Оптимальные режимы движения точки переменной массы с ограниченной мощностью в однородном центральном поле. Космические исследования, 1964, т. 2, № 4. С. 553−566.
- Итоги науки и техники. Ракетостроение и космическая техника. Под. ред. Константинова М. С. М. ВИНИТИ, 1985, т. 9. 288 с.
- Ишков С.А. Расчет оптимальных межорбитальных перелетов с малой трансверсальной тягой на эллиптическую орбиту. Космические исследования, 1997, том 35, № 2, с. 178−188.
- Ишков С.А. Сближение космических аппаратов с малой тягой на околокруговых орбитах. Космические исследования, 1992, том 30, № 2, с. 165−179.
- Ишков В.В., Милокумова О. Л., Салмин В. В. Оптимизация замкнутых межпланетных перелетов Земля-Марс-Земля с малой тягой. Космические исследования, 1995, том 33, № 2, с. 210−219.
- Ишков С.А., Салмин В. В. Оптимальные программы управления в задаче межорбитального перелета с непрерывной тягой. Космические исследования, 1984, том 22, № 5, с. 702−711.
- Ишков С.А., Салмин В. В. Оптимизация траекторий и параметров межорбитальных транспортных аппаратов с двигателями малой тяги. Космические исследования, 1989, том 27, № 1, с. 42−53.
- Коган А.Ю. Далекие спутниковые орбиты в ограниченной круговой задаче трех тел. Космические исследования, т.26, вып. 6, 1988. С.813−818.
- Коган А. Ю., Котин В. А. Резонансные эффекты при движении с малой тягой в системе Земля-Луна. Космические исследования, 1987, том 25, № 3, с. 374−383.94
- Константинов М.С. Методы математического программирования в проектировании летательных аппаратов. М. Машиностроение, 1975. 164 с.
- Константинов М.С. Оптимизация плоских перелетов между околокруговыми орбитами. Вопросы формирования орбит межпланетного перелета и припланетного маневра. М.: МАИ, 1988. С. 51.
- Лебедев B.JI. Расчет движения космического аппарата с малой тягой. Математические методы в динамике космических аппаратов. М., 1968, вып. 5. 108 с.
- Лоуден Д. Ф. Оптимальные траектории для космической навигации. М.: Мир, 1966. С. 152.
- Мельбрун У.Г., Соер К. Т. Оптимизация программы тяги постоянной ориентации. Ракетная техника и космонавтика, № 8, 1966. С. 69−74.
- Методы оптимизации с приложениями к механике космического полета. Пер. с англ. М: Наука, 1965. 538 с.
- Околоземная астрономия XXI века. Сборник трудов конференции, г. Звенигород, 21−25 мая 2001 г. ИНАСАН. Москва, ГЕОС, 2001 г.95
- Основы теории полета космических аппаратов. Под ред. Нариманова Г. С., Тихонравова М. К. М., Машиностроение, 1972 г. 608с.
- Охорзин В. А. Оптимальный по быстродействию перевод ИСЗ на околокруговой орбите с трансверсальной малой тягой. Космические исследования, 1985, том 23, № 6, с. 933−937.
- Охоцимский Д.Е. Исследование движения в центральном поле под действием постоянного касательного ускорения. Космические исследования, 1964, т. 2, № 6. С. 817−842.
- Пауэре, Тэпли. Применение канонических преобразований при анализе оптимальных траекторий. Ракетная техника и космонавтика, 1969, № 3, с. 14−21.
- Петухов В.Г. Эволюция орбит в двукратно осредненной задаче Хилла под влиянием малого трансверсального ускорения. Космические исследования, 1989, том 27, № 3, с. 339−346.
- Покровская С.А. О решении пространственной задачи гелиоцентрических перелетов с двигателем постоянной мощности методом скорейшего спуска. Космические исследования, 1964, т. 2, № 6. С. 859−864.
- Понтрягин Л.С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М., Физматгиз, 1961. 392с.
- Потапов А. М. Соловьев Ц.В. Оптимизация траектории к планетам с двигателями малой тяги. Космические исследования, 1974, т. 12, № 3. С. 360−367.96
- Салмин B.B. Метод отыскания приближенно-оптимального управления космическими аппаратами с двигателями малой тяги. Космические исследования, 1968, т. 6, № 5. С. 684−692.
- Салмин В.В. Оптимизация космических перелетов с малой тягой. М: Машиностроение, 1987. 208 с.
- Салмин В.В., Соколов В. О. Приближенный расчет маневров формирования орбиты спутника Земли с двигателем малой тяги. Космические исследования, 1991, том 29, № 6, с. 872−888.
- Сафранович В.Ф., Эмдин JIM. Маршевые двигатели космических аппаратов. Москва. Машиностроение, 1980.
- Станюкович К.П. Неустановившиеся движения сплошной среды. М.: Наука, 1971. 854 с.
- Суханов A.A. Оптимизация перелетов с малой тягой. Космические исследования, 1999, т. 37, № 2. С. 182 -191.
- Угроза с неба: рок или случайность? Под. ред. Боярчука A.A. М.: Космосинформ, 1999. 220 с.
- Чернов A.B. Анализ оптимальных перелетов космического аппарата к сближающемуся с Землей астероиду с кусочно-постоянной электрореактивной тягой. Институт прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН. Москва. Препринт N 86, 2001.24 с.
- Эдельбаум Т.Н. Оптимальные задачи в механике космического полета маневрирующих космических аппаратов. Современное состояние механики космического полета. Под ред. Ричардса. М: Наука, 1969. С.162−178.
- Эфемериды малых планет на 1992 г. JL: Наука, 1991. 492с.
- Юрин В.В. Оптимальная коррекция параметров орбиты космического аппарата с двигателем малой тяги. Космические исследования, 1983, том 21, № 5, с. 666−674.97
- Bruce A. Conway. Optimal Low-Thrust Interception of Earth-Crossing Asteroids. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. Vol. 20, No. 5, 1997.
- Burrows Roger R. Example Solar Electric Propulsion System Asteroid Tours Using Variational Calculus. J. Spacecraft. V. 22, N 3, May-June, 1985. Pp. 325−332.
- Eneev T.M., Konstantinov M.S., Egorov V.A., Akhmetshin R.Z., Efimov G.B., Fedotov G.G., Petukhov V.G. Some Methodical Problems of Low-Thrust Trajectory Optimization. Preprint, Inst. Appl. Mathem., Russian Academy of Sciences, 1996, N 110. 24 p.
- Guelman M., Harel D. Power Limited Soft Landing on an Asteroid. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. Vol. 17, No. 1, 1994.
- Hazard due to comets and asteroids. Ed. Gehrels T. University of Arizona Press. 1994.
- Ivashkin V.V., Chernov A.V. Space Optimal Mission to Near-Earth Asteroid with Electric-Jet Engine. International Conference on Asteroids, Comets, Meteors ACM 96, July 8−12, 1996, Versailles, France. Abstracts. P. 100.
- Ivashkin V.V. and Chernov A.V. Determination of Optimal Trajectories for the Space Mission to Near-Earth Asteroid with Using of Low-Thrust Engine. Preprint, Inst. Appl. Mathem., Russian Academy of Sciences, 1997, N 19. 28p.
- Ivashkin V.V., Chernov A.V., Zaytsev A.V. Optimal Flights to Near-Earth Asteroid. 47th International Astronautical Congress, October 711, 1996. Beijing, China. Paper IAF-96-A.3.07. Pp.1−15.
- Ivashkin V.V., Chernov A.V., Zaytsev A.V. Optimal Flights to Near-Earth Asteroid. Acta Astronautica. Vol. 44, No. 5. 1999. P.219−225.
- Irving J.H., Blum E.K. Comparative Performance of Balastic and Low Thrust Vehicle for Flight to Mars. v. Astr. 2,1, 1959.
- Near-Earth Objects. Ed. Remo J.L. Annaks of the New York Academy of Sciences. N.Y., 1997, V 822. 632 p.
- Rossi A., Pardini C., Anselmo L. Trajectory Design for Small Probes to Near-Earth Asteroids. Adv. Space Res., vol.14, N5, 1994. Pp.(5)129-(5)132.
- Saccoccia G., Gonzalez del Amo, Eltublier D. Electric Propulsion Mission in the New Millennium. ESA Bulletin 101 February 2000. Pp. 62−71.99