СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ТЕРМИНАЛЬНОГО НАВЕДЕНИЯ В ЗАДАННУЮ ТОЧКУ ТРЕХМЕРНОГО ПРОСТРАНСТВА ПРИ ПОСАДКЕ НА ПОВЕРХНОСТЬ ЛУНЫ

© А.В.Фомичев, Е.К.Ли
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2017 г.

Настоящая работа посвящена исследованию методов терминального управления пространственным движением космического аппарата, предназначенных для решения задачи высокоточной посадки на поверхность Луны. Ввиду наличия погрешностей выведения космического аппарата в расчетную точку начала торможения и действия ряда возмущающих факторов использование концепции «невозмущенного-возмущенного» движения для решения задачи высокоточной посадки является нерациональным, и возникает необходимость использования принципа «гибких» траекторий, предполагающего реализацию обновляемой программы управления. Наличие высоких требований к точности выполнения посадки также ограничивает возможность применения методов терминального управления плоским движением космического аппарата. Таким образом, с учетом наличия погрешностей выведения космического аппарата в расчетную точку начала торможения и погрешностей оценки параметров траектории для выполнения высокоточной посадки целесообразно использовать методы терминального управления пространственным движением, реализующие «гибкую» стратегию управления.

Проведено исследование предлагаемого авторами аналитического метода терминального управления пространственным движением космического аппарата при посадке на поверхность Луны. Терминальные условия заданы по положению и скорости космического аппарата. В качестве шести параметров управления при получении аналитического решения были выбраны непосредственно параметры управления величиной и ориентацией вектора тяги и время, оставшееся до окончания процесса наведения. Посредством математического моделирования исследована точность предлагаемого аналитического метода для широкого диапазона начальных условий по положению и скорости космического аппарата в момент начала торможения, а также точность известных численно-аналитических методов, обеспечивающих решение поставленной задачи. Выполнен сравнительный анализ точности решения задачи терминального управления и расхода рабочего тела, необходимого для наведения в заданную точку, при использовании рассматриваемых методов терминального управления пространственным движением.