МОДУЛЬНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ С АВТОНОМНЫМ УСТРОЙСТВОМ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ С ОКОЛОЗЕМНЫХ ОРБИТ

© И.В.Москатиньев, К.М.Пичхадзе, В.К.Сысоев, А.Д.Юдин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Симпозиум
2019 г.

Проблема космического мусора с каждым годом становится всё более актуальной. Можно предположить, что в ближайшие годы требование оснащать все космические аппараты (КА), особенно малые, системами увода с орбиты станет одной из норм международного космического права и войдет в стандарты деятельности космических агентств всех стран мира. Такие меры предусмотрены стандартами Европейского космического агентства ESA [1], Национального управления по аэронавтике и астронавтике США NASA [2] и российский ГОСТ [3].

Предлагается конструкция КА, которая состоит из модулей, в одном из которых размещена устройство для замедления объекта, находящегося на орбите искусственного спутника Земли (ИСЗ), и погружения его в атмосферу, а в остальных – служебная и целевая аппаратура космического аппарата.

Модуль с устройством для замедления КА представляет собой автономную унифицированную секцию спутника, которая содержит оболочку с соответствующим оборудованием, и установленная со стороны противоположной к модулю содержащий антенно-фидерную систему для развертывания тормозной оболочки. Оболочка выполнена из легкого прочного материала, который применяется на аэростатах, функционирующих на больших высотах, например из тонкой пленки, которая защищена от влияния атомарного кислорода и ультрафиолетового излучения путем напыления на наружную сторону оболочки металла, оксида, керамики или какого-либо другого защитного материала. Раскрытие тормозного элемента из транспортного положения достигается за счёт остаточного газа при открытии герметичной капсулы, придавая оболочке сферическую или эллипсоидальную форму. Требуемое поперечное набегающему потоку сечение, обеспечивающее самоориентирование спутника в потоке только в одном направлении и устойчивый, без колебаний полет до входа в плотные слои атмосферы Земли. Это достигается благодаря аэродинамическим свойствам оболочки, а центр масс космического объекта вместе с раскрытым тормозным элементом смещен вперед по отношению к направлению полета относительно центра давления за счет прикрепленной гибкой оболочки надувного тормозного устройства к стенкам капсулы. Торможение спускаемого аппарата для схода с орбиты и перехода на траекторию снижения его в плотной атмосфере осуществляют только за счет аэродинамической силы.

Предлагаемая конструкция КА позволяет получить ряд преимуществ и положительных технических результатов. Так, например, монтаж секции с тормозным элементом и отсеков модуля целевой и служебной аппаратуры позволяет проводить работы по проектированию, изготовлению и испытаниям проводить параллельно в силу конструктивной автономности, модернизировать аппаратуру от изделия к изделию можно независимо.

Литература

1. ESA/ADMIN/IPOL(2008)2 “Requirements on Space Debris Mitigation for Agency Projects,” April 2008.

2. NASA Technical Standard Revision A with Change 1 “Process for Limiting Orbital Debris,” December 2011.

3. ГОСТ Р 52925-2008. Изделия космической техники. Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического пространства. М.: Стандартинформ, 2008. 8 с.