КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 23-29-00419

НазваниеКомплексный анализ перспективного космического аппарата для увода группы объектов крупного космического мусора

Руководитель Щеглов Георгий Александрович, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-601 - Теория, методы проектирования и эффективность функционирования технических систем

Ключевые слова Космический мусор, ступени и разгонные блоки, динамика захвата и стабилизации, космический аппарат, манипулятор, проектирование, оптимизация, схемы облета, низкие и средние околоземные орбиты, переходный процесс, угловая скорость, колебания, объемно-массовый анализ, математическое моделирование.

Код ГРНТИ89.01.94, 89.21.00, 89.21.45

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на формирование теоретических основ создания нового космического комплекса, состоящего из базового космического аппарата и комплекта тормозных двигательных модулей, предназначенного для увода группы крупных объектов космического мусора (ОКМ) на орбиты захоронения. В качестве ОКМ рассматриваются ступени ракет-носителей и разгонные блоки. Проект находится на стыке трёх направлений научно-технической деятельности: – проектно-баллистический анализ миссий увода крупных ОКМ (2.5.16); – разработка научно-обоснованной методики выбора основных проектных параметров космического комплекса и его составных частей (2.5.13); – поисковые научные исследования в области динамики возмущённого движения пассивных тел на средних околоземных орбитах и в области нелинейных динамических процессов, возникающих при захвате пассивного объекта манипулятором (1.1.7). Рассматриваются миссии увода, в рамках которых КА-сборщик должен подлететь к ОКМ и при помощи стыковочного манипулятора выполнить его захват за сопло маршевого ракетного двигателя с целью дальнейшей стабилизации объекта и его соосного стягивания с КА-сборщиком. Будут разработаны модели и алгоритмы определения проектных параметров конструктивно-силовой схемы манипулятора и системы его амортизации. В программном комплексе MSC ADAMS будет построена модель системы «космический аппарат – ОКМ», учитывающая особенности конструкции стыковочного манипулятора и возможность упругих деформаций его звеньев. Будет проведено численное моделирование различных режимов захвата объектов манипулятором. Колебательные процессы, возникающие при захвате ОКМ и демпфировании его углового движения, являются нелинейными и подлежат отдельному изучению. Полученные результаты позволят определить режимы нагружения и сформировать массовую сводку манипулятора. Увод ОКМ с низких орбит на орбиту захоронения, как показали предыдущие исследования (ФЦП 14.574.21.0146), выгоднее выполнять при помощи специальных тормозных двигательных модулей (ТДМ), которые в составе 8-12 штук размещаются на борту КА-сборщика и после стягивания с ОКМ закрепляются в его сопле с использованием кассетного принципа подачи. Существует возможность заметного повышения эффективности их действия за счёт дополнительной аэродинамической поверхности, которая может обеспечить более быстрый увод апогея орбиты захоронения из высотной области 700-900 км, характеризуемой высокой плотностью распределения космических объектов. Наличие такой поверхности может позволить уменьшить массу топлива в ТДМ, что повлечёт за собой уменьшение стартовой массы КА-сборщика и, как, следствие, расширит перечень возможных средств его выведения на орбиту. При оснащении ТДМ аэродинамической поверхностью его сухая масса также увеличится, однако с учётом соотношения сухих масс ТДМ, ОКМ и КА-сборщика (90, 4170 и 1500-9000 кг соответственно) это увеличение не должно заметно повлиять на требуемые массы топлива. Уточнение параметров манипулятора, а также анализ эффективности ввода аэродинамической поверхности в состав ТДМ позволят провести детальный анализ конструктивных особенностей и бортового оборудования КА-сборщика. По итогам этого анализа будет разработана комплексная методика определения проектных параметров космического аппарата для увода группы крупных ОКМ с низких орбит, включающая модели и алгоритмы расчёта объемно-массовых, энергетических и конструктивно-силовых характеристик. В рамках проекта будут также проведены исследования, направленные на формирование научного задела по обеспечению устойчивости / неустойчивости орбит разгонных блоков на высотах вблизи глобальных навигационных спутниковых систем. Планируется предложить возможные принципы формирования схем облёта и вариантов увода ОКМ из этого региона на орбиты захоронения, при этом параметры орбит захоронения сами являются предметом отдельного анализа.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---