Ученые из Самарского национального исследовательского университета создали модель поведения космической капсулы при ее неуправляемом спуске в атмосферу Земли.
Подпишись на наш Viber: новости, юмор и развлечения!
ПодписатьсяИсследование опубликовано в журнале Journal of Guidance, Control, and Dynamics, сообщает Газета.ru.
Отметим, спуск в атмосферу планеты является заключительным этапом значительной части космических программ. От него зависит успех всей космической экспедиции. Спуском завершается существование на орбите всех космических объектов.
С момента запуска первого советского спутника в 1957 году более 6800 космических аппаратов запущены на орбиты Земли. Из них почти половина остается в околоземном пространстве, но только 7% - в рабочем состоянии. Остальные 93% - это нефункционирующие спутники и ступени ракетоносителей, известные как космический мусор.
Рано или поздно все космические объекты войдут в атмосферу и упадут на Землю. Однако, если космический аппарат находится на высоте 200 км от поверхности Земли, то он войдет в атмосферу и прекратит свое существование через 2–4 суток, если же высота 500 км, то срок существования увеличивается до 25 лет, а если 1000 км — до 2000 лет и так далее.
Добавим, столкновение космического мусора с активными спутниками или нефункционирующими объектами приводит к увеличению космического мусора. От подобных столкновений космос может стать непригодным для полезного использования. Поэтому уборка космического мусора – одна из самых актуальных проблем для человечества.
Для крупногабаритного мусора выход один: доставить его до границы атмосферы, а далее — спустить в атмосферу.
На сегодня зафиксировано уже несколько случаев падения космического мусора. Попадание такого объекта в населенный район может обернуться трагедией. В связи с этим, задача прогнозирования вероятных траекторий спуска космического мусора очень важна. Именно этому посвящена работа российских ученых.
Современные спускаемые капсулы зачастую имеют затупленную форму и соответствующие аэродинамические характеристики, которые при неуправляемом спуске создают предпосылки для хаотического движения в атмосфере, тогда тело может начать кувыркаться.
При этом спуск становится сложно прогнозируемым. С помощью метода Мельникова был получен критерий существования хаоса на траектории спуска. Была предложена методика подборки искусственного подавления колебаний, достаточного для устранения хаоса. Необходимый уровень подавлений колебаний может быть обеспечен, например, перераспределением масс внутри тела либо изменением его формы.
В статье ученые вывели математическую модель, описывающую движение асимметричного тела в атмосфере. Получен критерий, который позволит установить наличие хаотического режима движения на траектории спуска. Предложена методика подбора подавления колебаний, которые исключают возможность появления хаоса на всей траектории спуска.
