книги из ГПНТБ / Балахонцев Б.Г. Сближение в космосе

Балахонцев В. Г. и др.

Б20 Сближение в космосе. М., Воениздат, 1973,

240 с. с ил.

Пред. загл. авт.: В. Г. Балахонцев, В.А.Ива­ нов и В. И. Шабанов

тельного движения в различных системах координат и приведены

рованы способы наведения как с использованием, так и без ис­ пользования законов орбитального движения . О б с у ж д а е т с я вопрос о необходимости создания специальных устройств для перемеще ­ ния в открытом космосе, рассматриваются возможные типы таких устройств и особенности их движения .

Книга рассчитана на инженеров, специализирующихся в обла ­ сти космической техники.

1124-189

© Воениздат, 1973

ковки советских и американских пилотируемых косми­ ческих кораблей и станций.

В целях проверки технических решений предпола­ гается проведение совместных космических эксперимен­ тальных полетов, первый из которых должен быть осу­ ществлен в 1975 г. и будет состоять в стыковке совет­

В последние годы в Советском Союзе и за рубежом публикуется много научных работ, посвященных отдель­ ным аспектам проблемы сближения и встречи космиче­ ских аппаратов. Для ознакомления широкого круга чи­ тателей с возможными методами и средствами решения этой проблемы, а также для развития дальнейших ис­ следований необходима литература, в которой были бы последовательно обобщены и систематизированы ре­ зультаты отдельных работ.

В предлагаемой читателю книге рассматриваются основные вопросы динамики сближения космических аппаратов и некоторые вопросы перемещения космонав­ тов в открытом космосе.

Книга предназначена для широкого круга читателей. Материал, изложенный в гл. 1, а также в первых пара­ графах остальных глав (за исключением гл. I I ) , позво­ ляет читателю, не прибегая к помощи математического аппарата, составить общее представление о возможных методах и средствах сближения и перемещения в кос­ мосе.

Книга будет полезной для лиц, специализирующихся в области космической техники, а также для тех, кто желает более детально ознакомиться с постановкой и решением рассматриваемых вопросов.

При написании книги были использованы материалы, опубликованные в отечественной и зарубежной печати. Все примеры, поясняющие основные теоретические по­ ложения, приведены применительно к гипотетическим космическим объектам.

Редактор

шаться последующими операциями стыковки, инспекции или группового полета [2] *.

С т ы к о в к а предполагает безопасное сближение и соединение двух КА в одну орбитальную систему. Сбли­ жение и стыковка КА необходимы для транспортиров­ ки грузов на КА, сборки тяжелых космических станций, смены их экипажей, спасения космонавтов в аварийных ситуациях, профилактического осмотра оборудования КА, производства ремонтных работ и замены отдельных приборов, а также для выполнения ряда других задач.

Техническая реализация сближения и стыковки КА

аппарата и наличия повреждений предполагает опреде­ ленное управление движением центра масс, а также

* Здесь и далее цифры в прямых скобках означают порядковый номер по списку литературы, приведенному в конце книги.

кораблей «Восток-3» и «Восток-4», а трех —при запу­ сках «Союз-6», «Союз-7» и «Союз-8». В будущем, безус­ ловно, потребуется осуществлять групповой полет с са­ мыми различными орбитальными объектами, например с орбитальным телескопом, который не будет иметь сты­ ковочных устройств [40].

значения относительных координат и скоростей могут находиться в некотором фиксированном диапазоне.

Сближение и стыковка КА имеют также большое значение для обеспечения межпланетных полетов. Вы­ полнение этих операций может оказаться необходимым как па орбите вокруг Земли, так и на орбите вокруг планеты, на которую совершается перел-ет. Стыковка нескольких объектов на околоземной орбите дает воз­ можность собрать тяжелый космический корабль, осу­ ществить запуск которого с помощью одного носителя было бы значительно труднее. Встреча на планетоцентрических орбитах необходима для выбора наиболее оптимальной траектории возвращения на Землю.

в аппаратурном составе систем управления. Однако за­ дачи сближения КА различного целевого назначения имеют вместе с тем очень много общего. Эта общность заключается прежде всего в том, что решается задача встречи двух движущихся объектов. Кроме того, во всех случаях процесс сближения КА слагается из сово­ купности таких частных задач, как поиск и обнаруже­ ние КА, слежение за ним и измерение параметров дви­ жения, формирование и реализация управлений, обес­ печивающих их встречу.

Результаты исследований [47, 61, 62] выявили, что возможные схемы сближения КА могут быть отнесены либо к сближению с участка выведения на орбиту,"либо к сближению с промежуточной орбиты (или орбиты ожидания). Остановимся кратко на каждом из указан­ ных способов сближения.

6

выведения выбираются такими, чтобы в конце этого участка параметры движения активного маневрирую­ щего аппарата (КА) * соответствовали требуемым усло­ виям сближения (рис. 1.1). Траектория выведения мо­

При компланарном выведении КА запускается в пло­ скости орбиты цели в такой момент времени и с таким периодом обращения, чтобы, во-первых, выйти сразу в район цели и, во-вторых, как можно дольше оставаться в ее окрестности.

Для реализации этой схемы сближения при запуске обоих объектов с одной и той же точки старта необхо­

над стартовой установкой. Некоторые значения перио­ дов обращения цели вокруг Земли, обеспечивающие вы­ полнение этого условия, приведены в табл. 1.1.

* В дальнейшем активный маневрирующий аппарат будем обо ­ значать КА, а космический объект, с которым осуществляется сбли­ жение, будем называть целью.

7

Осуществление мягкой встречи КА при некомпла­ нарном выводе возможно только в том случае, когда на конечном участке сближения производится специальный маневр для выравнивания скоростей в момент встречи.

положен вблизи орбиты цели. Тогда последний актив­

8