Моделирование и сравнительный анализ схем спуска полезных грузов с помощью космической тросовой системы

Abstract

Разработаются и анализируются различные схемы спуска полезных грузов с околоземной орбиты с помощью космической тросовой системы, состоящей из базового космического аппарата, троса, спускаемой капсулы с полезным грузом (или с космическим мусором) и атмосферного зонда. Математическое моделирование движения системы проводится по математической модели с распределенными параметрами, в которой трос представляется совокупностью материальных точек, соединенных упругими односторонними связями. Особенностью работы является учет действия аэродинамических сил на все части системы, включая трос. Предлагаемые схемы спуска включают в себя использование атмосферных зондов, как дополнительных средств торможения. The multiple schemes for returning a payload from LEO using a space tethered system are designed and analyzed in this paper. The space tethered system consists of a main spacecraft, a tether, a re-entry capsule with payload (or space debris) and an atmospheric probe. The simulation for the motion of the tethered system is based on a mathematical model with distributed parameters, in which the tether is considered as a sequence of point masses with one-sided elastic mechanical coupling. The feature of this work is that the aerodynamic forces acting on all parts of the tethered system including on the tether are considered. The proposed schemes for returning payload include using the atmospheric probe as an additional braking device.