АРХИТЕКТУРА ОРБИТАЛЬНЫХ ГРУППИРОВОК КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПРИ ИХ ОБСЛУЖИВАНИИ НА ОРБИТАХ

© Н.Г.Паничкин, А.В.Головко, А.Н.Мальченко
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2014 г.

Наряду с созданием космических комплексов (серверов) для решения задач обслуживания космических аппаратов (КА) на орбитах немаловажное значение имеет необходимость придания КА и их группировкам свойств обслуживаемости. Значительную роль при этом играет архитектура построения орбитальных группировок (ОГ) целевых КА, позволяющая в полной мере реализовать преимущества орбитального обслуживания.

В соответствии с критерием экономической эффективности целесообразно многократное использование оборудования серверов для последовательного обслуживания совокупности объектов, что с учетом особенностей орбитального движения выдвигает требование по размещению таких объектов практически на одной орбите (в одном кластере).

Уже в настоящее время выделяются кластеры КА на геостационарной орбите, высоких круговых и высокоэллиптических орбитах. С учетом незначительных потерь в эффективности решения целевых задач может быть приведено к кластерному орбитальному построению КА на солнечно-синхронных орбитах, низких круговых орбитах, переходных на геосинхронные орбиты и отлетных траекториях, а также в точках либрации.

Благоприятные условия для реализации орбитального обслуживания предоставляет переход к интегрированной архитектуре, которая реализуется комплексированием разнородной целевой аппаратуры на борту одного КА и выбором ограниченного количества используемых орбит.

Использование в качестве основного показателя суммарной массы, стартующей с Земли, и необходимой для поддержания работоспособности конкретного кластера в течение заданного длительного временного интервала для известной модели развития кластера позволяет выбрать наиболее эффективные схемы обслуживания, проектные параметры сервера, а также целесообразное время, к которому должна быть создана система обслуживания конкретного кластера.

Проведенные оценки общих затрат на развитие и поддержание российской ОГ после 2015 г. для модели, предусматривающей смену поколений КА в 2020 и 2030 гг., показали, что при введении обслуживания кластерных архитектур затраты на ОГ к 2040 г. могут быть снижены примерно на 20–25%, а при переходе к интегрированной архитектуре это снижение может составить до 40%. При этом основная часть снижения обеспечивается организацией обслуживания КА геосинхронного кластера.