ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 531.13

Техническая механика, 2015, 2, 37 - 48

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ «ПАСТУХА С ИОННЫМ ЛУЧОМ» ОТНОСИТЕЛЬНО ОБЪЕКТА КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА

А. П. Алпатов, А. Е. Закржевский, А. А. Фоков, С. В. Хорошилов

      Целью работы является решение задачи нахождения оптимального с точки зрения передаваемого «ионным лучом» силового воздействия положения «пастуха» относительно мишени. Минимизируемая целевая функция определена с учетом эффективности реализации миссии по активному удалению космического мусора в рамках концепции «Пастух с ионным лучом». Предложено использовать информацию о контуре центральной проекции мишени для определения составляющих вектора создаваемой факелом электрореактивного двигателя силы, входящих в целевую функцию. Оптимальное положение «пастуха» для заданной ориентации мишени найдено численно с помощью метода поиска по шаблону. Полученные результаты целесообразно использовать при управлении относительным движением системы «пастух – мишень».

Активное удаление космического мусора, передаваемая сила, ионный луч, мишень, оптимальное положение, контур центральной проекции.

1. Liou J.-C. Stability of the Future Leo Environment – an IADC Comparison Study / J.-C. Liou, A.K. Anilkumar, B. Bastida at al. // Proc. “6th European Conference on Space Debris”, Germany, 22–25 April 2013, Darmstadt, (ESA SP-723, August 2013). – 2013.

2. Bondarenko S. Prospects of Using Lasers and Military Space Technology for Space Debris Removal / S. Bondarenko, S. Lyagushin, G. Shifrin // Second European Conference on Space Debris. – 1997. – 393. – P. 703.

3. Phipps C. R. ORION: Clearing Near-Earth Space Debris in Two Years Using a 30-kW Repetitively-Pulsed Laser / C. R. Phipps, J. P. Reilly // SPIE Proceedings of the International Society for Optical Engineering. – 1997. – P. 728 – 731.

4. Bombardelli C. Space Debris Removal with Bare Electrodynamic Tethers / C. Bombardelli, J. Herrera, A. Iturri, J. Pelaez // Proceedings of the 20th AAS/AIAA Spaceflight Mechanics Meeting, San Diego, CA. – 2010.

5. Takeichi N. Practical Operation Strategy for Deorbit of an Electrodynamic Tethered System / N. Takeichi // J. of Spacecraft and Rockets. – 2006. – 43, N 6. – P. 1283 – 1288. doi:10.2514/1.19635.

6. Bombardelli C. Ion Beam Shepherd for Contactless Space Debris Removal / C. Bombardelli, J. Pelaez, // JGCD. – 2011. – 34, N 3, May – June. – P. 916 – 920.

7. Cichocki F. Collisionless Plasma thruster plume expansion model / F. Cichocki, M. Merino, E. Ahedo // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. – 2014.

8. Bombardelli C. Relative dynamics and control of an ion beam shepherd satellite / C. Bombardelli, H. Urrutxua, M. Merino, E. Ahedo, and J. Pelaez // Spaceflight mechanics 2012, volume 143. – 2012. – P. 2145 – 2158.

9. Bombardelli C. Ariadna call for ideas: Active removal of space debris ion beam shepherd for contactless debris removal / C. Bombardelli, M. Merino, E. Ahedo, J. Pel_aez, H. Urrutxua, A. Iturri-Torreay, J. Herrera- Montojoy // Technical report. – 2011. – 90 p.

10. Лурье А. И. Аналитическая механика / А. И. Лурье. – М.: Физматгиз, 1961. – 824 с.

11. Frey P.J. Mesh Generation Application to Finite Elements / P.J. Frey, P.L. George // HERMES Science Europe Ltd. – 2000. – 814 p.

12. Алпатов А. П. Расчет воздействия факела электрореактивного двигателя на объект космического му- сора / А.П. Алпатов, А.Е. Закржевский, М. Мeрино, А.А. Фоков, С.В. Хорошилов, Ф. Чичокки // Между- народная конференция «Космические технологии: настоящее и будущее». Тезисы докладов, – Днепро- петровск, 2015. – С. 84.

13. De Berg M. Computational Geometry: Algorithms and Applications / M. De Berg, M. Van Kreveld, M. Overmars, O. Schwarzkopf. – N.Y.: Springer. – 2000. – 360 p.

14. Duckham M. Efficient generation of simple polygons for characterizing the shape of a set of points in the plane / M. Duckham, L. Kulik, M. Worboys, A. Galton // Pattern Recognition. – 2008. – Volume 41, Issue 10. – P. 2965 – 3270.

15. Hormann K. The point in polygon problem for arbitrary polygons / K. Hormann, A. Agathos // Comput. Geom. Theory Appl. – 20 (2001). – P. 131 – 144.

16. Hooke R. "Direct search" solution of numerical and statistical problems / R. Hooke, T. A. Jeeves // Journal of the Association for Computing Machinery (ACM). – 1961. – No 8(2). – P. 212 – 229.

17. Horst R. Introduction to Global Optimization, Second Edition / R. Horst, P.M. Pardalos, N.V. Thoaiv. – Kluwer Academic Publishers, 2000.

Copyright (©) 2015 А. П. Алпатов, А. Е. Закржевский, А. А. Фоков, С. В. Хорошилов

Copyright © 2014-2018 Техническая механика