В книге рассмотрены методы решения задач по выбору траекторий космических аппаратов. Приведена методика расчета оптимальных дат старта с Земли и прилета к планетам. Описаны способы коррекции траекторий и управления движением межпланетных КА. Рассмотрены вопросы автономной навигации.
Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников,занимающихся разработкой космической техники.
Author(s): Кубасов В. Н., Дашков А. А.
Publisher: Машиностроение
Year: 1979
Language: Russian
Pages: 272
City: Москва
Предисловие .... 3
Основные условные обозначения 5
Введение 7
I. Выбор траекторий межпланетных аппаратов 11
1.1. Системы координат, уравнения движения, элементы орбит . . 13
1.1.1. Основные системы координат 13
1.1.2. Уравнения движения космического аппарата .... 15
1.1.3. Интегралы в задаче двух тел. Кеплерово движение ... 16
1.1.4. Связь между элементами орбиты, координатами и компонентами скорости 21
1.2. Планетарий — модель Солнечной системы . 24
1.2.1. Средине элементы орбиты планет . . . 24
1.2.2. Сферы действия планет .... . . 26
1.3. Определение межпланетных траекторий . 28
1.3.1. Классификация орбит ...... . . 28
1.3.2. Периодичность интервалов полетов к планетам 30
1.3.3. Геометрические характеристики орбит 32
1.3.4. Теорема Ламберта о времени полета между двумя точками .34
1.3.5. Доказательство теоремы Ламберта по методу Н. Е. Жуковского 35
1.3.6. Анализ уравнения Ламберта и определение большой полуоси орбиты 41
1.3.7. Определение параметра, эксцентриситета н истинных аномалий 45
1.3.8. Определение составляющих вектора относительной скорости космического аппарата у планет. Изоэнергетические раковины . 47
1.4. Выведение на межпланетные орбиты . . 55
1.4.1. Определение элементов геоцентрической орбиты при движении в
сфере действия Земли (внутренняя задача) .... 55
1.4.2. Определение времени старта на промежуточную орбиту 60
1.4.3. Трассы полета и зоны видимости 61
1.4.4. Вход в сферы действия и движения вблизи планет ... 62
1.5. Движение по опорным орбитам 65
1.5.1. Выбор опорных тракторий полета к Венере и Марсу . . 66
1.5.2. Движение в сфере действия Земли 74
1.5.3. Движение на гелиоцентрическом участке полета ... 78
1.5.4. Характеристика движения космического аппарата у Венеры и Марса 85
1.6. Облет планеты с возвращением к Земле 90
1.7. Полеты к Юпитеру и использование пертурбационного эффекта 101
1.7.1. Энергетически оптимальные полеты к Юпитеру .... 101
1.7.2. Пертурцабионные маневры у Юпитера .... . 105
1.7.3. Полеты к Солнцу 108
1.8 Орбиты ожидания 111
1.8.1. Возмущенное движение спутников планет в нецентральном поле
тяготения . . . . . 112
1.8.2. Орбиты ожидания у Земли 115
1.9. Наискорейшее возвращение 126
1.9.1. Постановка задачи о наискорсйшсм возвращении 126
II. Коррекция межпланетных траекторий . . 131
2.1. Общая теория коррекции ... 133
2.1.1. Постановка задачи о коррекции траектории .... 133
2.1.2. Классификация различных способов коррекции 136
2.1.3. Выбор корректируемых параметров 138
2.1.4. Определение области рассеивания в пространстве корректируемых параметров 140
2.1.5. Изохронные производные . . 142
2.1.6. Трехпараметрическая коррекция .143
2.1.7. Двухпараметрическая коррекция . 146
2.1.8. Примеры однопараметрической коррекции 151
2.1.9. Связанные коррекции 154
2.2. Использование универсального «звездного» способа коррекции при
полете к Венере и Марсу 157
2.2.1. Области рассеивания в пространстве корректируемых параметров 158
2.2.2. Определение корректирующего импульса скорости . . . 159
2.2.3. Ошибки исполнения коррекции 163
2.2.4. Определение радиуса допустимой трубки траекторий . . 170
2.2.5. Требования к точности исполнения коррекции 171
2.2.6. Двухразовая коррекция траектории движения 180
2.3. Специальные способы коррекции 183
2.3.1. Коррекция с помощью импульсов радиальной гелиоцентрической
скорости — солнечная коррекция 183
2.3.2. Другие способы специальной коррекции 192
2.3.3. Солнечная и ортогональная коррекции при полетах к Венере и Марсу 195
2.4. Анализ эффективности различных способов коррекции при полете к Венере и Марсу 202
2.4.1. Основные результаты по анализу различных комбинаций коррекции 202
2.4.2. Оценка суммарного запаса топлива для проведения коррекции 204
2.4.3. Практические выводы по использованию различных способов коррекции 208
III. Автономная навигация и автономная ориентация 209
3.1. Автономная навигация и коррекция межпланетных траекторий . . 211
3.1.1. Метод оценки точности прогноза траектории по автономным измерениям 211
3.1.2. Некоторые вопросы выбора звезд и планет для автономной навигации 219
3.1.3. Автономная навигация на приземном участке (движение КА до первой коррекции) 226
3.1.4. Автономная навигация на межпланетном участке . . . 232
3.1.5. Автономная навигация на примарсианском участке . . . 235
3.1.6. Методика расчета автономного прогнозирования и коррекций 236
3.1.7. Результаты расчета коррекции на основе автономного прогноза 239
3.2. Автономная ориентация и маневры у планет 247
3.2.1. Автономное определение вектора скорости 249
3.2.2. Замечательное свойство пучка гиперболических траекторий . 250
3.2.3. Выбор метода ориентации осп двигателя перед торможением . 253
3.2.4. Развитие метода автономного определения направления вектора скорости 256
3.2.5. Свойство времени полета до перицентра по траектории пучка 261
Список литературы . ... 263
