19.4. Практическая реализация завершающих динамических операций по спуску ОК «Мир»

В соответствии с намеченными планами к моменту достижения ОК «Мир» средней высоты полета Лср = 250 км (рис. 19.11) было принято окончательное решение о разработке детального плана реализации «односуточного» варианта проведения динамических операций с учетом реального состояния необходимых бортовых систем, имеющихся запасов топлива и возможных нештатных ситуаций. К этому времени все намеченные мероприятия были выполнены, ГК «Прогресс-М1» был пристыкован к станции и находился в рабочем состоянии; ОК «Мир» осуществлял полет в режиме закрутки (без расхода топлива на стабилизацию), а большее число его систем работало в дежурном режиме. В оставшееся до проведения динамических операций время (это менее двух недель) с особой тщательностью определялись параметры орбиты и осуществлялся прогноз полета ОК «Мир» с целью выбора даты начала динамических операций. Это чрезвычайно ответственный момент, ... Читать дальше »

19.3. Управление полетом ОК«Мир» на завершающем этапе его работы

Изложенная выше стратегия управления полетом была практически реализована при решении проблемы возвращения на Землю орбитального комплекса (ОК) «Мир». Вместе с тем, как отмечалось выше, при работе с таким сложнейшим объектом возник ряд объективных обстоятельств и конкретных условий, которые потребовали принятия специальных мер для успешного практического решения возникшей проблемы.

Вопрос о прекращении функционирования ОК «Мир» и последующем безопасном его затоплении в акватории Мирового океана был поставлен в конце 1997 — начале 1998 г. Это объяснялось рядом объективных причин технического и экономического характера. Уместно отметить, что при постановке этой задачи жестким, обязательным условием являлось выполнение требования затопления несгоревших элементов конструкции (НЭК) и оборудования ОК «Мир» в специально выбранном районе акватории Мирового океана. К этому времени мировая наука и техника ... Читать дальше »

19.2. Анализ возможных вариантов стратегий спуска

Итак, после завершения активной работы с КА и принятия решения о его затоплении начинают подготовку к проведению заключительных операций. В соответствии с принятой концепцией можно выделить два последовательных этапа работ, отличающихся целевыми условиями и используемыми средствами. Главной целью первого этапа является обеспечение выхода КА в заданное время на предспусковую орбиту, т. е. орбиту, на которой начинаются маневры формирования спусковой орбиты. Целью управления на втором этапе является проведение маневров формирования спусковой орбиты, т. е. орбиты, на которой выдается последний завершающий импульс торможения и КА входит в плотные слои атмосферы в расчетной точке.

Рассмотрим несколько подробнее особенности каждого из выделенных этапов полета. Управление полетом КА на завершающих этапах осуществляют в условиях большой неопределенности, связанной с возможными ошибками учета и прогнозирования плотности атмос ... Читать дальше »

19.1. Постановка задачи спуска с орбиты КА, выработавших ресурс

Не будем касаться всех возможных путей практического решения рассматриваемой задачи, ибо завершающая фаза возвращения остается в значительной степени неизменной: в некоторый момент времени следует целенаправленно перевести КА на траекторию спуска с использованием тормозного импульса заданной величины.

Практика космических полетов показала, что решение задачи «цивилизованного» завершения полета напрямую зависит от назначения КА, его характеристик, систем и возможностей, и в каждом конкретном случае следует искать наиболее целесообразное решение. Укажем некоторые общие закономерности и определим стратегическое направление путей решения подобных задач.

При прочих равных условиях существуют два крайних варианта по затратам времени и топлива иа ... Читать дальше »

Глава 19. Баллистико-навигационное обеспечение возвращения на землю КА, выработавших свой ресурс

Выведение любого КА на орбиту ИСЗ рано или поздно заканчивается возвращением его или его фрагментов на поверхность Земли. Для аппаратов, спуск которых заранее запланирован, в настоящее время нет принципиальных проблем, мешающих реализации этого процесса. Эти КА оборудуют специальными системами, необходимыми для решения данной задачи: прежде всего — это система управления и силовая (двигательная) установка с необходимым запасом топлива. В определенный момент времени КА ориентируется, стабилизируется, а затем в фиксированное время и в заданном направлении с помощью ДУ ему сообщается тормозной импульс строго определенной величины, и аппарат переводится на траекторию спуска, входит в плотные слои атмосферы и осуществляет либо мягкую посадку в заданном районе поверхности Земли, либо разрушается и сгорает в атмосфере, и только некоторые несгоревшие элементы долетают до пов ... Читать дальше »

18.5. Баллистико-навигационное обеспечение спуска КА

Конечной целью оперативного БНО спуска КА является подготовка всей необходимой информации, закладка ее на борт для создания условий, обеспечивающих посадку КА в заранее выбранном районе. Бортовые системы, используя эту информацию, практически реализуют спуск и посадку КА.

Движение КА, находящегося на низкой орбите ИСЗ, проходит в плоскости, которая в пространстве медленно прецессирует (со скоростью = 5,4 град/сут при наклонении орбиты =51,6°).

Земля вращается с Запада на Восток (с угловой скоростью ш₈ ~ 0,92 • 10^-4 град/с). В результате трасса каждого последующего витка смещается к Западу по долготе на 22...24° (см. рис. 18.2) и через заданный район посадки в сутки проходят трассы только нескольких (1...4) витков в зависимости от его размера и расположения. Эти витки называют посадочными.

При подготовке к спуску КА в период проведения оперативных работ уточняют район пос ... Читать дальше »

18.4. Особенности БНО полета автоматических межпланетных станций

Обсуждение особенностей БНО полета АМС проведем на примере какой-либо реально осуществленной экспедиции.

За последние 40 лет в нашей стране было осуществлено достаточно много космических миссий, но бесспорно наиболее интересными, сложными и даже уникальными до настоящего времени являются полеты в конце 80-х гг. прошлого столетия АМС «Вега» и «Фобос».

Обсуждению полета АМС «Вега» уже было уделено достаточное внимание в предшествующих главах. Рассмотрим другую уникальную межпланетную экспедицию.

Особенности и исключительная сложность баллистико-навигационного обеспечения полета АМС «Фобос» были предопределены рядом объективных факторов, основные из которых следующие:

► впервые в практике космических полетов была поставлена сверхсложная задача комплексного исследования Марса и его спутников, включающая сближение с небесным телом небольших раз мерой со слабым гравитационным полем ... Читать дальше »

18.3. Некоторые особенности решения задан расчета маневров и коррекций траекторий полета КА

Освоение околоземного космического пространства во многом связано с полетами долговременных пилотируемых орбитальных станций (ОС).

Создание и работоспособность ОС зависят от организации регулярных полетов к ней пилотируемых и грузовых транспортных кораблей.

При проведении операции встречи ОС, как правило, совершает полет в пассивном режиме, не совершая каких-либо маневров.

В практике космических полетов диапазон рабочих высот ОС изменяется в пределах 350...400 км, а средняя высота выведения КА в зависимости от типа ракеты-носителя — 200...250 км.

Ракета-носитель должна выводить КА практически в плоскость орбиты ОС. В противном случае потребуются большие расходы топлива на выравнивание плоскостей орбит КА и ОС. Действительно, для изменения наклонения орбиты КА массой 10 т на величину Ai = Iе потребуются сотни кг топлива. Обеспечения требуемых условий по в ... Читать дальше »

18.2. Расчет стандартной баллистической информации

К стандартной баллистической информации (СБИ) относят информацию, не связанную с непосредственным определением движения КА, но знание которой необходимо для выполнения разного рода экспериментов и проведения планирования полета, а также для выполнения условий, при которых происходит движение КА и совершается та или иная операция.

Номенклатура задач этой группы весьма обширна. В частности, можно указать следующие задачи, связанные с расчетом:

► времени существования КА на орбите (см. разд. I); зон радиовидимости КА со станций слежения и подготовки целеуказаний;

► баллистических данных для планирования работы средств к омандно -измерительного комплекса;

► освещенности КА на орбите;

► трасс полета КА;

► данных для привязки научных измерений, полученных с помощью данного КА;

► углов взаимного положения Солнца, Луны, различных звезд, планет, Земли и КА;

► времени и в ... Читать дальше »

18.1. Специальное программно-математическое обеспечение решения задач БНО

Специальное программно-математическое обеспечение (СПМО) — это последовательность программных реализаций различных задач теории полета, адаптированных к конкретным условиям полета КА и создаваемых для обеспечения всей совокупности работ на различных этапах подготовки, реализации и послеполетного анализа по итогам выполнения конкретной программы полета.

По составу выполняемых работ, способам построения программных комплексов и режимам их эксплуатации можно выделить СПМО, предназначенное для решения проектно-исследо-вательских задач, и СПМО задач БНО управления полетом.

Проектно-исследовательское СПМО связано с выбором, оптимизацией, обоснованием баллистических схем полета КА, траекторий их движения, стратегий навигации и управления; оценкой ожидаемой точности наведения КА, вероятности выполнения динамических операций на орбите; анализом выполнения программ полета, функционирования ... Читать дальше »