Управление космическим аппаратом при помощи солнечного паруса

02 ноября 2016 года
Волчков Сергей Олегович
(аспирант 2-го г. о., научный руководитель д.ф.-м.н. В. М. Морозов, рецензенты: к.ф.-м.н. В. И. Калёнова, асп. 3 г. о. А. А. Ласкин)

Для описания движения космического аппарата (КА) рассматривается модель плоской ограниченной круговой задачи трех тел в гравитационном поле под действием сил светового давления, где в качестве притягивающих масс выступают Земля и Луна. В рамках этой модели предложен алгоритм управления движением КА в окрестности коллинеарных и треугольных точек либрации (особенно интересна точка либрации L2, находящаяся за Луной). Управление предполагается осуществлять за счет изменения площади солнечного паруса космического аппарата. Допускается, что направление силы светового давления постоянно совпадает с направлением светового потока. Это достигается при помощи специальной конструкции КА (например, КА является непрозрачной сферой). Ставится задача стабилизации аппарата в окрестности коллинеарной точки либрации L2. Рассмотрено два варианта данной задачи: 1) с известным вектором состояния системы; 2) с применением измерений, из которых получена оценка фазового вектора. Для ее решения используется теория управления линейными нестационарными системами.

Также ставится задача стабилизации КА с плоским солнечным парусом в рамках модели пространственной ограниченной задачи трех тел в окрестности коллинеарной точки либрации L2 системы Земля-Луна при помощи сил светового давления. В такой постановке уравнения относительного равновесия также имеют в качестве решений пять точек либрации. Определение угловой ориентации в положении равновесия зависит от направления главных центральных осей инерции КА с солнечным парусом. При решении задачи также предполагается использование теории управления линейными нестационарными системами.