УТИЛИЗАЦИЯ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА ТРОСОВОЙ СИСТЕМОЙ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ ТОРМОЗОМ: ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ МИССИИ
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS203100426Ключевые слова:
Активная уборка космического мусора, тросовые системы, аэродинамический тормоз, орбитальная динамика, космический буксирАннотация
В работе рассматривается применение аэродинамического тормозного устройства в составе тросовой системы для удаления космического мусора и проводится предварительная оценка основных параметров миссии. Для оценки устойчивости системы разработана математическая модель с одной степенью свободы, позволяющая определить требования к коэффициенту аэродинамического сопротивления в зависимости от длины троса и высоты орбиты. Установлено, что системы с большей длиной троса на более высоких орбитах требуют повышенных значений коэффициента аэродинамического сопротивления для сохранения устойчивости. Относительное движение захваченного фрагмента мусора после отделения от буксира проанализировано на основе уравнений Клохесси–Уилтшира; выявлена зависимость максимального удлинения троса от начальной относительной скорости объекта. Орбитальное движение системы в процессе снижения орбиты исследовано методом численного моделирования. Продолжительность снижения оценивается для трёх конфигураций тросовой системы с различными значениями коэффициента аэродинамического сопротивления на трёх начальных высотах. Для учёта неопределённости атмосферной плотности рассматривается её изменение в диапазоне ±15%. Показано, что увеличение коэффициента аэродинамического сопротивления за счёт увеличения площади поверхности позволяет существенно сократить продолжительность снижения для всех рассмотренных случаев, что подтверждает перспективность применения аэродинамического торможения для повышения эффективности удаления космического мусора при помощи тросовых систем.
