Армия-2021

На форуме Армия-2021 представили идею ракетно-космического комплекса для реализации нового способа увода крупногабаритных объектов космического мусора с низких околоземных орбит, используя РН легкого класса, которые могут создаваться на базе баллистических ракет подводных лодок. Основная идея предлагаемого решения заключается в выведении на эллиптическую орбиту перехвата автономного стыковочного модуля, который отделяется от орбитального блока легкой РН на тросовой связи, переходит на орбиту объекта космического мусора и выполняет его захват. В момент захвата за счет разности орбитальных скоростей объекта космического мусора и орбитального блока формируется вращающаяся тросовая система, которая уводится на орбиту утилизации.

В основе предлагаемой идеи, направленной на снижение затрат на разработку и эксплуатацию космической системы для увода космического мусора (КМ) с низких околоземных орбит лежат следующие положения:

  • качестве средства выведения используется РН лёгкого класса на основе баллистических ракет подводных лодок (БРПЛ) с минимальными доработками;
  • обнаружение, перехват и увод КМ на орбиту утилизации выполняются орбитальным комплексом, состоящим и орбитальной ступени РН c адаптером автономного стыковочного модуля и самим автономным стыковочным модулем (АСМ), отделяемым от адаптера на тросовой связи;
  • задачи обнаружения, перехвата и увода КМ распределяются между элементами орбитального комплекса:
  • обнаружение и захват КМ выполняются АСМ;
  • увод КМ на орбиту утилизации выполняются при помощи двигателя адаптера;
  • орбитальный комплекс выводится на эллиптическую орбиту перехвата с высотой апогея превышающей высоту круговой ор-биты КМ на длину троса (от 1 до 10 км) и минимальной высотой перигея, определяемой тяговооруженностью и запасом характеристической скорости АСМ;
  • захват КМ производится в окрестности апогея орбиты перехвата; отделившийся АСМ выполняет сближение с КМ, используя собственную двигательную установку для компенсации разницы орбитальных скоростей мишени орбитальной ступени РН и КМ;
  • для захвата мишени применяется устройство типа штанга-конус, использующее сопло двигателя КМ типа орбитальная ступень как стыковочный порт.

В качестве первоочередных целей рассматриваются отработавшие вторые ступени РН «Космос-3М», находящиеся на круговых орбитах с высотами в диапазоне от 700 до 1500 км и наклонениями в диапазоне от 65 до 85 градусов.

На БРПЛ под обтекатель устанавливается неотделяемый адаптер с тросовой системой и отделяемым АСМ (рисунок 1).

Рисунок 1 - Космическая головная часть

Задачи обнаружения и захвата КМ целесообразно делегировать автономному стыковочному модулю, отделяемому на тросовой связи от адаптера АСМ. Автономный стыковочный модуль – малый космический аппарат, оснащенный системой управления, устройством захвата объекта КМ, комбинированной двигательной установкой для сближения и стыковки АСМ с КМ и управления угловым движением АСМ. На рисунке 2 приведены основные этапы функционирования предлагаемого ракетно-космического комплекса:

  1. запуск из подводной лодки БПРЛ, выведение полезной нагрузки на эллиптическую орбиту перехвата.

  2. отделение АСМ, сближение с КМ.

  3. стыковка и захват КМ; формирование вращающейся связки «орбитальный блок РН с адаптером + трос + АСМ + КМ» за счёт разности орбитальных скоростей орбитального блока РН и КМ;

  4. управляемое движение вращающейся связки по траектории спуска с последующим входом в атмосферу, частичным сгоранием и падением оставшихся фрагментов в заданный район.

Рисунок 2 - Этапы функционирования

Для увода тросовой системы с орбиты используется двигательная установка, установленная на адаптере АСМ, что позволяет сохранить высокую тяговооруженность АСМ для выполнения задачи захвата КМ. Для определения моментов запуска двигателей адаптера АСМ необходимо определять ориентацию тросовой системы относительно вектора орбитальной скорости тросовой системы, для чего могут быть использованы глобальные спутниковые навигационные системы.

При использовании схемы увода на вращающейся тросовой связи возможно использование нежестких способов захвата КМ: сеть, гарпун и увод с орбиты несимметричных объектов КМ, увод которых невозможен при использовании толкающей схемы вследствие неустойчивости углового движения связки при действии тяги буксира P.

Предлагаемое решение позволяет снизить стоимость разработки космической системы для увода объектов КМ и повысить оперативность решения задач увода выбранных объектов КМ с низких околоземных орбит в широком диапазоне наклонений.

2021

2020

2019

2018


© 2020. All rights reserved.

Powered by Hydejack v9.1.0