Ученые вывели законы управления космической вращающейся тросовой системой

Исследователь Самарского университета в составе международного научного коллектива создал математическую модель, способную эффективно управлять группой спутников, соединенных между собой тросами.

Эта модель открывает новые возможности для управления связкой космических аппаратов. Результаты исследования были опубликованы в Acta Astronautica.

Вращающаяся космическая тросовая система представляет собой уникальную конструкцию, где два космических аппарата соединены тросами и вращаются вокруг общего центра масс. Этот метод управления космическими аппаратами открывает новые перспективы для исследования космического пространства и выполнения различных миссий.

Исследование показывает, что использование тросовых систем в космосе может значительно улучшить эффективность управления группой спутников. Это открытие может привести к новым технологиям и методам в области космической навигации и связи.

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

В последнее время особое внимание уделяется возможности использования тросовых систем в качестве "санитаров космоса", то есть для очистки орбит от космического мусора. Такие системы могут быть ключом к решению проблемы космического загрязнения и обеспечению безопасности космических операций. Вращающиеся тросовые системы представляют собой инновационное решение для различных задач в космической отрасли и могут сыграть важную роль в будущем исследований и освоения космоса.

Исследователи из Самарского университета, во главе с доцентом кафедры динамики полета и систем управления Павлом Фадеенковым, совместно с китайскими учеными под руководством профессора института автоматики Северо-Западного политехнического университета города Сиань (КНР) Ван Чанцина, разработали математическую модель. Эта модель позволяет создать систему управления двигателями малой тяги космических аппаратов для поворота плоскости вращения тросовой системы на значительные углы.

Специалисты отмечают, что благодаря использованию формализма Лагранжа им удалось получить уравнения движения во вращающейся системе координат. Это открывает новые перспективы для управления космическими аппаратами и повышения их эффективности в космическом пространстве.

Таким образом, совместные усилия российских и китайских ученых в области разработки математических моделей для управления космическими аппаратами приносят значительные результаты и способствуют развитию космической технологии в целом.

В университете сообщили, что было проведено исследование движения связки спутников с массами 1600 и 60 килограммов, соединенных тросом длиной 3 километра и находящихся на высоте 500 километров. Ученые выяснили, что плоскость вращения связки может быть повернута на 90 градусов при помощи электроракетных двигателей с максимальной тягой в 2 ньютона. Также было установлено, что система управления способна обеспечить точность по ориентации менее одной тысячной доли радиана (менее 0,05 градуса).

Применение математической модели в данном исследовании открывает широкие возможности для изучения различных задач, связанных с пространственным вращательным движением тел. Ученые подчеркнули, что данная технология может быть применена не только в космических исследованиях, но и в других областях науки и техники, где требуется точное управление ориентацией объектов.

Исследование движения связки спутников с использованием электроракетных двигателей и математической модели позволяет не только понять особенности таких систем, но и разработать новые методы управления и навигации в космическом пространстве.

Для обеспечения безопасности космических полетов и сохранения орбитальной среды важно разрабатывать эффективные методы очистки космоса от мусора. В дальнейшем ученые планируют создать и внедрить реальную космическую систему, способную удалять космический мусор с орбиты в нужном направлении. Подобные технологии могут значительно снизить риск столкновений и повысить безопасность космических миссий.

Исследования в области управления космическим мусором активно ведутся по всему миру. Новые разработки и инновационные подходы помогают ученым постепенно приближаться к созданию эффективных систем очистки космоса. Развитие таких технологий имеет важное значение для будущих космических программ и исследований.

Кроме того, уменьшение количества космического мусора способствует сохранению космической среды и предотвращению возможных катастроф. Экологический аспект управления космическим пространством становится все более актуальным, и разработка средств его очистки является важным шагом в этом направлении.

Источник и фото - ria.ru