521.19 Моделирование пертурбационных оболочек для гравитационных маневров в Солнечной системе
Боровин Г. К. (Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН), Голубев Ю. Ф. (Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН), Грушевский А. В. (Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН), Тучин А. Г. (Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН)
ГРАВИТАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ, ГРАВИТАЦИОННЫЙ МАНЁВР, СФЕРА ДЕЙСТВИЯ ПЛАНЕТЫ
doi: 10.18698/2309-3684-2023-4-6473
Одним из видов гравитационного рассеяния в Солнечной системе в рамках модели круговой ограниченной задачи трех тел (CR3BP) являются гравитационные маневры «частиц незначительной массы» (космические аппараты, астероиды, кометы и др.). Для их описания полезна физическая аналогия с рассеянием пучков заряженных альфа-частиц в кулоновском поле. Однако, в отличие от рассеяния заряженных частиц, существуют внешние ограничения на возможность выполнения гравитационных маневров, связанные с ограниченным размером сферы влияния планеты. В то же время из литературы по CR3BP известны внутренние ограничения на возможность исполнения гравитационных маневров, оцениваемые эффективными радиусами планет (включая гравитационный захват планетой, попадающей в нее). Они зависят от асимптотической скорости частицы относительно планеты. По понятным причинам их влияние лишает возможности эффективного использования гравитационных маневров. В работе представлены обобщенные оценки размеров околопланетных областей (плоских вращающихся синхронно с малым телом «пертурбационных колец» или «пертурбационных оболочек» в трехмерном случае), попадание в которые является необходимым условием реализации гравитационных маневров. Детальный анализ показывает, что Нептун и Сатурн имеют характерные оболочки — полые сферы возмущений самых больших размеров в Солнечной системе, а Юпитер занимает в этом списке лишь четвертое место.
Боровин Г.К., Голубев Ю.Ф., Грушевский А.В., Заславский Г.С., ЗахваткинМ.В., Корянов В.В., Лавренов С.М., Морской И.М., Симонов А.В., Степаньянц В.А., Тучин А.Г., Тучин Д.А., Ярошевский В.С. Баллистиконавигационное обеспечение полётов автоматических космических аппаратов к телам Солнечной системы. Химки, НПО "Лавочкина", 2018,335 с.
Labunsky A.V., Papkov O.V., Sukhanov K.G. Multiple Gravity Assist Interplanetary Trajectories. CRC Press, 1998, 292 p.
Golubev Yu F., Grushevskii A.V., Koryanov V.V., Tuchin A.G. Gravity Assist Maneuvers of a Spacecraft in Jupiter System. Journal of Computer and Systems Sciences International, 2014, vol. 53, no. 3, pp. 445–463. DOI: 10.1134/S1064230714030083
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. Краткий курс теоретической физики. Москва, Наука, 1969, 271 с.
Golubev Yu.F., Grushevskii A.V., Koryanov V.V., Tuchin A.G., Tuchin D.A.The Rutherford Formula Generalized for the Synthesis of Gravity Assist Chains. Doklady Physics, 2021, vol. 66, iss. 12, pp. 333–335. DOI: 10.1134/S1028335821120053
Rutherford E. The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1911, vol. 21, iss. 125, pp. 669–688. DOI: 10.1080/14786440508637080
Голубев Ю.Ф., Грушевский А.В., Корянов В.В., Тучин А.Г., Тучин Д.А. Гравитационное рассеяние при совершении гравитационных манёвров ипертурбационные кольца в Солнечной системе. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2021, № 2, с. 1–26
Боровин Г.К., Захваткин М.В., Степаньянц В.А., Усовик И.В. Статистическая модель распределения космических объектов в пространстве орбитальных параметров. Математическое моделирование и численные методы, 2019, № 4, с. 69–90.
Охоцимский Д.Е., Сихарулидзе Ю.Г. Основы механики космического полета. Москва, Наука, 1990, 448 с.
Боровин Г.К., Голубев Ю.Ф., Грушевский А.В., Тучин А.Г. Моделирование пертурбационных оболочек для гравитационных маневров в Солнечной системе.Математическое моделирование и численные методы, 2023, № 4, с. 64–73.
Скачать статью
Количество скачиваний: 131