Ученые вывели законы управления космической вращающейся тросовой системой

Исследователь Самарского университета в составе международного научного коллектива разработал математическую модель управления группой спутников, соединенных тросами.

Эта модель, согласно авторам, способствует более эффективному управлению космическими аппаратами. Результаты исследования были опубликованы в журнале Acta Astronautica.

Вращающаяся космическая тросовая система представляет собой связку двух космических аппаратов, которая вращается как "космическая праща", при этом ее центр масс движется по заранее заданной орбите. Это инновационное решение открывает новые перспективы для управления космическим пространством и повышения эффективности работы спутников.

Исследование показало, что использование тросов для соединения спутников позволяет улучшить координацию и синхронизацию их движения, что в свою очередь способствует более точному выполнению задач в космосе. Это открытие может стать важным шагом в развитии космических технологий и управления спутниками в будущем.

В Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королева (Самарский университет) сообщили, что тросовые системы в космосе обычно состоят из большого основного спутника и маленького субспутника, соединенных прочным тросом длиной в десятки километров. Эти системы позволяют выполнять задачи, которые ранее были недоступны или нецелесообразны для существующей космической техники. Они активно применяются для создания искусственной тяжести, формирования группировок спутников и выведения спутников на орбиты.

Тросовые системы в космосе стали объектом повышенного внимания, особенно в контексте их потенциального использования как "санитаров космоса" для очистки орбит от космического мусора. Это открывает новые перспективы в области космической экологии и безопасности полетов в космосе. Важно отметить, что развитие и совершенствование тросовых систем могут привести к новым методам и технологиям в космической отрасли, повышая эффективность и возможности космических миссий.

Исследователи из Самарского университета, во главе с доцентом кафедры динамики полета и систем управления Павлом Фадеенковым, совместно с учеными из Китая под руководством профессора института автоматики Северо-Западного политехнического университета города Сиань Ван Чанцина, разработали математическую модель для управления двигателями малой тяги космических аппаратов. Эта модель позволяет поворачивать плоскость вращения тросовой системы на большие углы.

Созданная исследователями математическая модель основана на формализме Лагранжа и позволяет описать движение космических аппаратов во вращающейся системе координат. По мнению специалистов, эта модель открывает новые возможности для эффективного управления космическими аппаратами при выполнении маневров и поворотов в космосе.

Исследование движения связки спутников массами 1600 и 60 килограммов с тросом длиной 3 километра на высоте 500 километров показало, что плоскость вращения связки может быть изменена на 90 градусов с помощью электроракетных двигателей, обладающих максимальной тягой в 2 ньютона. Ученые выяснили, что система управления способна обеспечить точность по ориентации менее одной тысячной доли радиана, что составляет менее 0,05 градуса.

Применение математической модели в данном исследовании открывает широкие перспективы для изучения множества задач, связанных с пространственным вращательным движением различных тел. В частности, возможности анализа таких систем позволяют более глубоко понять механику и динамику вращательных процессов в космическом пространстве. Это открывает новые горизонты для развития технологий управления и навигации в космических миссиях.

В настоящее время проблема космического мусора становится все более актуальной, поэтому ученые активно работают над разработкой решений. Одним из перспективных направлений исследований является создание реальной космической системы, способной эффективно удалять космический мусор с орбиты в нужном направлении.

Это важное направление исследований в космической отрасли требует серьезных усилий и инноваций для обеспечения безопасности космических полетов и сохранения окружающей среды в космосе. Разработка такой системы потребует совместных усилий между учеными, инженерами и космическими агентствами.

Концепция создания космической системы для управления космическим мусором открывает новые возможности для развития космической инфраструктуры и повышения эффективности использования орбитального пространства.

Источник и фото - ria.ru