АНАЛИЗ ТОЧНОСТЕЙ НАВИГАЦИИ ПРИ ПОЛЕТЕ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА К АСТЕРОИДУ АПОФИС

АНАЛИЗ ТОЧНОСТЕЙ НАВИГАЦИИ ПРИ ПОЛЕТЕ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА К АСТЕРОИДУ АПОФИС

© П.Гуо
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2015 г.

Космические полеты к астероидам актуальны в настоящее вре-мя. В докладе исследуются навигационные характеристики полета космического аппарата (КА) к астероиду Апофис. Этот астероид имеет тесные сближения с Землей, поэтому его изучение актуально.

Исследуется траектория полета к астероиду на основе обычных двигателей большой тяги. Принято, что КА отлетает от Земли 20.01.2021 г. и подлетает к Апофису 23.05.2021 г. Предполагается, что с момента выведения КА на траекторию полёта к Апофису определе-ние орбиты происходит по данным наземных измерительных комплек-сов в Байконуре, Медвежьих Озёрах и Уссурийске при наличии види-мости. Выполняются измерения радиальной скорости и наклонной дальности. Для анализа точности навигации моделируется полет КА и работа наземных измерительных пунктов. При этом предполагается, что среднеквадратичные ошибки измерений составляют до 50 м по наклонной дальности и до 5 мм/с по радиальной скорости. Рассмотре-ны случаи случайных и систематических ошибок измерений. Обработ-ка измерений производится методом наименьших квадратов.

Оценка ошибок навигации производится двумя способами — аналитически, вычислением ковариационной матрицы отклонений оцениваемых параметров, и методом Монте-Карло. Оба метода дали близкие результаты.

Анализ навигации выполнен для трех участков полета: а) до момента первой коррекции, б) от первой до второй коррекции, в) после второй коррекции. На втором и третьем участках учитывалась априорная информация о координатах точки коррекции. Получено, что для достаточно точного сближения КА с астероидом требуется привлечение автономных навигационных измерений.

В заключительной части доклада сделан краткий обзор полета КА New Horizons (США), который в июле 2015 г. близко подлетает к Плутону, наблюдая его, а затем, возможно, исследует некоторые объ-екты пояса Койпера.