Ученые показали, как эффективнее управлять формациями спутников
Для получения информации об объектах на земной поверхности и в околоземном пространстве целесообразно использовать не один, а несколько спутников. Такие спутники движутся по различным орбитам, но функционируют как одно целое. Это позволяет повысить оперативность и точность получаемых данных о нужных объектах, но требует дополнительных усилий по управлению относительным движением спутников. Российский исследователь из РУДН совместно с коллегами из Малайзии нашел способ эффективного управления такими формациями из нескольких спутников. Результаты опубликованы в журнале Acta Astronautica
Некоторые космические миссии используют не один спутник, а сразу несколько. Например, это требуется, когда необходимо наблюдать один объект на поверхности Земли под разными углами одновременно. В этом случае спутники действуют не независимо, как например в навигационных или телекоммуникационных системах, а сообща — они постоянно обмениваются информацией и корректируют свое относительное движение. Такие группы спутников называют формациями. Они обеспечивают совместное получение данных о различных объектах на земной поверхности и в околоземном космическом пространстве, но для этого нужно решить сложную оптимизационную задачу — подобрать оптимальные параметры управления относительным движением спутников. Ученый РУДН совместно с коллегами из Малайзии предложил, как упростить расчет оптимального управления формацией спутников. Это позволит с минимальными вычислениями найти оптимальную характеристическую скорость, определяющую требуемый расход топлива на борту спутников, и повысить эффективность управления формацией спутников.
«Наша основная цель — упростить расчет оптимальной характеристической скорости, дельта-v, и соответствующего ей орбитального маневра управления формацией спутников. Мы показали, что величину дельта-v можно найти графическим способом вместо традиционного решения сложных динамических уравнений», говорит— Юрий Разумный, доктор технических наук, директор Департамента механики и процессов управления РУДН.
Ученые смоделировали скоординированный орбитальный маневр формации из двух спутников при наблюдении заданного наземного объекта. При этом нужно потратить как можно меньше топлива и обеспечить необходимые условия наблюдения. Расчет оптимальной величины дельта-v сведен к анализу возможных вариантов на графиках изменения основных параметров орбитального движения спутников в формации, наилучший вариант выбирается с помощью простого анализа этих графиков.
«Этот метод особенно хорошо подходит для наблюдений за объектами на земной поверхности. Он позволяет с небольшими вычислительными затратами определить наименьшую характеристическую скорость для орбитального маневра спутников формации при совместном наблюдении требуемого объекта на поверхности Земли», — добавляет Юрий Разумный.