В России и Китае придумали, как управлять группой спутников на тросах
Группа ученых из России и Китая создала математическую модель, которая поможет управлять группой космических аппаратов, соединенных между собой длинными тросами. Такие системы могут использоваться как для выведения спутников на орбиты, так и для очистки космического пространства от мусора.
Разработкой занимался Павел Фадеенков из Самарского университета им. Королева вместе с группой ученых из Северо-Западного политехнического университета в Сиане (КНР). Математическая модель позволяет создать систему управления двигателями малой тяги спутников, которая позволит поворачивать плоскость вращения тросовой системы на значительные углы.
Космической тросовой системой, как правило, называют два спутника (один — большой основной, второй — поменьше), связанных между собой длинной многокилометровой высокопрочной «веревкой». Они вращаются в одном направлении, в то время как центр их масс остается на заданной орбите. Такой метод используют, например, для создания искусственной тяжести, формирования спутниковых группировок и выведения аппаратов на орбиту. Кроме того, такая система может пригодиться для «уборки» с орбиты космического мусора, в том числе сведения с орбиты вышедших из строя спутников.
Инженеры изучили движение связки спутников массой 1600 и 60 кг, расположенных на высоте 500 км и соединенных тросом длиной 3 км. Отмечается, что с помощью электроракетных двигателей с максимальной тягой в два ньютона можно изменить плоскость вращения связки на 90 градусов.
Исследователи вывели уравнения движения во вращающейся системе координат, используя метод формализма Лагранжа. По их словам, основным достоинством созданной математической модели является ее возможность преобразовывать механизмы управления двигателями аппаратов в аналитический вид. Это позволяет обеспечить вращение космической системы, избежав при этом различных проблем. Такой подход значительно ускорит разработку реальной космической системы.
Дальнейшие вычисления показали, что созданная система управления сможет обеспечить точность ориентации, составляющую менее одной тысячной радиана (менее 0,05 градуса). Использование математической модели позволит изучить множество вопросов, связанных с пространственным вращением различных объектов, отмечают авторы работы. Далее в их планах — создать реальную космическую систему, которая будет способна убирать космический мусор с орбиты, направляя его в сторону верхних слоев атмосферы для последующего сгорания.
Ранее Самарские ученые предложили метод корректировки траектории движения спутников с помощью динамического хаоса. Способ пригодится, если при запуске аппаратов была допущена техническая ошибка, либо если спутник столкнется с неожиданным сбоем в космическом пространстве.
