ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ СТОЛКНОВЕНИЯ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ С НАБЛЮДАЕМЫМ КОСМИЧЕСКИМ МУСОРОМ В ЗАПУСКЕ

© А.В.Голубек
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2014 г.

На данный момент группировка космического мусора (КМ) составляет более миллиона единиц, неравномерно распределённых по околоземной орбите. Наибольшая концентрация космических объектов (КО) наблюдается на высотах до 2000 км и наклонениях 90–110 град, через которые проходят активные участки траекторий большинства ракет-носителей (РН). Основная часть КМ в силу технических возможностей средств контроля космического пространства остаётся ненаблюдаемой и несопровождаемой. В основном наблюдаемыми являются объекты размером более 10 см, которые на практике включают в каталоги космической обстановки.

Одной из актуальных задач исследования влияния группировки околоземных КО на безопасность полёта РН является определение статистических характеристик параметров сближения, необходимых для проектирования средств защиты РН. Такими характеристиками являются вероятность столкновения в запуске, а также распределения количества КО по относительному расстоянию сближения, относительной скорости и углам встречи.

В докладе приведены результаты моделирования совместного движения гипотетической РН и группировки каталогизированных КО с использованием детерминированной математической модели. Ввиду неравномерности распределения КО по орбите и малости вероятности столкновения РН с КО моделирование проводилось в суточном интервале окна запуска для наиболее загрязненной области околоземного пространства — солнечно-синхронных орбит высотой до 2000 км.

В результате проведенного моделирования получены распределения относительного расстояния, относительной скорости и угла встречи РН и КО. Определена зависимость вероятности сближения на критические расстояния от высоты и времени полёта, проведена оценка вероятности столкновения в запуске. Показано, что наибольшую опасность для полёта РН представляют КО, движущиеся на орбитах со средней высотой 800–1000 км и наклонением 90–110 град.

Полученные материалы показали, что в силу высокой скорости изменения состояния космической обстановки по траектории полёта РН, корректировка времени запуска на несколько секунд влево или вправо позволяет исключить опасные сближения и значительно повысить безопасность пролёта ракеты через группировку КО.