Роскосмос объявил новый открытый набор будущих космонавтов. Любой желающий, отвечающий критериям отбора, может подать заявление и попытать свое счастье в космических полетах. Будущие кандидаты в отряд космонавтов, прежде чем получать свой официальный статус, пройдут общекосмическую подготовку и сдадут квалификационные экзамены. Именно им предстоит летать на перспективную Российскую орбитальную станцию РОС, а также, вполне возможно, и совершать межпланетные перелеты.
Современный этап развития космонавтики характеризуется повышенным вниманием к освоению космического пространства за пределами низких околоземных орбит. Для обеспечения подготовки космонавтов в целях будущих межпланетных полетов целесообразно уже на этапе общекосмической подготовки знакомить кандидатов в космонавты с основными закономерностями полетов космических аппаратов в дальний космос.
В интересах разработки такой тематики специалистами Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина, учеными и студентами факультета космических исследований Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова была выполнена исследовательская работа. Ученые создали необходимые расчеты по определению параметров траекторий движений КА и маневров для обеспечения переходов между этими траекториями при выполнении перелетов вне околоземного пространства.
В работе представлены математические модели перелета от Земли к Марсу по эллиптической и гиперболической орбитам с заданными параметрами и с учетом Великого противостояния Земли и Марса, которое произойдет 15 сентября 2035 года. Исследования выполнялись с допущениями, которые позволили представить учебный материал в более доступной к восприятию форме при сохранении понимания взаимодействия факторов, определяющих условия космического полета и возможность достижения планируемых результатов.
Исследователи провели расчеты параметров траекторий, характеристик требуемых маневров и детальный анализ влияния ошибок в выполнении разгонного импульса на точность достижения целевой орбиты. С использованием методов небесной механики выполнено математическое моделирование полета, что позволило оценить робастность каждой из схем к различным возмущениям. Установлено, что обе траектории демонстрируют высокую чувствительность к точности выполнения маневра. Даже незначительные отклонения в величине импульса могут привести к переходу на гиперболическую траекторию или невозможности достижения целевой орбиты. Параболическая схема обеспечивает значительно меньшую продолжительность перелета по сравнению с эллиптической, однако требует более высокой точности выполнения маневра.
В двух вариантах для заданных отклонениях в параметрах разгонного импульса, как в сторону увеличения, так и уменьшения, возникает ошибка, приводящая к полному провалу миссии. КА либо переходит на гиперболическую траекторию и теряет целевую точку, либо не достигает необходимой кинетической энергии и остается в околоземном пространстве. Чувствительность параметров к ошибкам исключительно высока, а успех межпланетного перелета напрямую зависит от точности исполнения разгонного маневра.
Для формирования эллиптической орбиты необходимо, чтобы скорость отлета от Земли находилась в диапазоне от 10,84 км/с до 10,85 км/с. При достижении этой скорости орбита приобретает параболическую форму. Дальнейшее увеличение скорости приводит к формированию гиперболической орбиты.
Результаты выполненных расчетов позволяют сделать вывод, что для успешного выполнения межпланетного перелета, необходимо предусмотреть возможность непрерывного контроля параметров траектории движения КА, с целью выполнения своевременной коррекции параметров, при необходимости, в процессе полета. Также данные наглядно демонстрируют тот факт, что чем раньше будут обнаружены отклонения, тем меньшие затраты потребуются на их устранение.
Сделанные на основе полученных результатов выводы будут обработаны, проанализированы и использованы при подготовке кандидатов в космонавты по дисциплине «Теория полета пилотируемого космического аппарата. Основные закономерности».
#космос #космические_полеты #космонавт #космический_корабль #ЦПК #центр_подготовки_космонавтов #Роскосмос #московский_государственный_университет #МГУ