http://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-kosmicheskoy-trosovoy-sistemy-dlya-resheniya-zadachi-dostavki-gruza-na-orbituИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ТРОСОВОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ДОСТАВКИ ГРУЗА НА ОРБИТУ
Ледков Александр Сергеевич, Жаринов Михей Константинович
Журнал "Известия Самарского научного центра Российской академии наук", выпуск № 6-1 / том 15 / 2013
ВВЕДЕНИЕ
Для доставки груза с поверхности Земли на орбиту традиционно используют ракетоносители. В последние десятилетия активно ведутся работы по созданию альтернативных схем доставки с использованием космических тросовых систем. Их главным достоинством является снижение стоимости операции вывода за счёт отказа от использования последней ступени ракетоносителя. В научной литературе обсуждается несколько методов перевода груза на более высокую орбиту, используя КТС [1]. Самым амбициозным и труднореализуемым проектом является космический лифт, представляющий собой расположенную в экваториальной плоскости космическую тросовую систему, соединяющую поверхность Земли с находящейся за геостационарной орбитой космической станцией. Центробежная сила обеспечивает устойчивость этой конструкции. Груз доставляется на орбиту на движущемся вдоль троса подъемнике [2]. Более реальной является концепция космического эскалатора -постоянно находящейся на орбите радиально ориентированной КТС. Спутник выводится на низкую орбиту, где пристыковывается к нижнему концу эскалатора и перетягивается с помощью специального подъемного механизма по тросу наверх. Там он отстыковывается и продолжает свой полет на более высокой орбите[1]. Другим обсуждаемым в научной литературе способом является использование вращающихся вокруг центра масс КТС. Груз выводится на низкую орбиту, где стыкуется с нижним концом КТС. Трос обеспечивает передачу энергии и количества движения от находящегося на орбиту спутника выводимому грузу. После того как груз, совершая вращение в рамках КТС, попадает в высшую точку, происходит расстыковка [3].
В данной статье предлагается рассмотреть комбинированный способ выведения груза на орбиту с помощью переводимой во вращение ра-диально-ориентированной КТС. До момента стыковки космическая тросовая система находится в радиальном положении. С помощью ракетоносителя на орбиту выводится космический аппарат, который пристыковывается к нижнему концу КТС. После этого КТС выводится из устойчивого радиального положения и переводится во вращение. В наивысшей точке происходит отделение КА. Перевод во вращение может осуществляться за счет реактивных, электродинамических и инерциальных сил, а также за счет управления длиной троса. Достоинством этого способа является простота стыковки, поскольку не нужно синхронизировать вращение КТС и орбитального движения КА, а также отсутствие движущегося по тросу подъемника.
В данной работе рассматривается движение КТС с момента стыковки КА до момента его отделения. Перевод во вращение осуществляется за счет разности скоростей стыковочного модуля и выводимого космического аппарата. Стыковка происходит мгновенно и может рассматриваться, как абсолютно неупругий удар.
Целью работы является исследование возможности доставки груза на орбиту с помощью переводимой во вращение радиально-ориенти-рованной космической тросовой системы; разработка математической модели, описывающую динамику КТС после стыковки с выводимым на
орбиту КА; определение условий стыковки, обеспечивающих безопасный вывод груза на более высокую орбиту.
Научная библиотека КиберЛенинка:
http://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-kosmicheskoy-trosovoy-sistemy-dlya-resheniya-zadachi-dostavki-gruza-na-orbitu#ixzz426siMPGcЛедков Александр Сергеевич, кандидат технических наук, доцент, докторант кафедры теоретической механики. E-mail: ledkov@inbox.ru
Жаринов Михей Константинович, бакалавр, студент. E-mail: zharinovmk@gmail.com