Проектирование орбитального построения космической системы для обслуживания космических аппаратов системы Globalstar

Рассматривается задача баллистического проектирования космического комплекса технического обслуживания действующих спутников Globalstar, находящихся на орбитах с близкими высотами и наклонениями, но существенно отличающихся по долготе восходящего узла (десятки градусов). В качестве космического комплекса технического обслуживания принимается система орбитальных станций, предназначенная для обслуживания заданной совокупности спутников с помощью находящихся на станциях отделяемых орбитальных модулей. В течение заданного промежутка времени необходимо подлететь к каждому из спутников, требующих обслуживания. Указанная некомпланарность орбит приводит к большим затратам суммарной характеристической скорости (топлива), необходимой обслуживающим космическим аппаратам (КА) для перелетов к обслуживаемым спутникам. В статье приводится пример решения задачи проектирования орбит обслуживающей системы на основе разработанной методики оптимального планирования обслуживания с применением современных алгоритмов оценки энергетики перелетов в окрестности обслуживаемых КА, позволяющих существенно снизить затраты топлива на перелеты. Проектирование орбитального построения станций и оптимальное планирование обслуживания осуществляются на основе анализа портрета отклонений долгот восходящих узлов всех обслуживаемых и обслуживающих КА. Показано, что предложенный методический подход позволяет определять необходимое число орбитальных станций, элементы их орбит, число отделяемых от них обслуживающих модулей и общие затраты суммарной характеристической скорости, требуемые для обслуживания заданной группировки КА.

Satellite constellation design of on-orbit servicing space system for Globalstar satellites

The ballistic problem of on-orbit space serving system configuration design for active Globalstar satellites is considered. These satellites are moving in orbits with close altitudes and inclinations but with significant difference in longitude of ascending node (more than 10 degrees). The onorbit space servicing system is a system of base orbital stations for servicing the given array of the satellites using the detachable orbital modules. The noted acoplanarity leads to high expenses of the total relative velocity (fuel) required for inter-orbit flights to serving satellites. The article provides an example of solving the design problem basing on the developed methodology of optimal serving planning using up-to-date algorithms of estimating energy costs of flights to serving satellites, that significantly decrease flight fuel costs. The problem of configuration design of space serving system as well as the problem of optimal serving planning has been solved basing on the analyzing the deviation map of satellites and orbital stations longitudes of ascending node. It is shown that proposed method allows to define the necessary amount and orbit parameters of orbital stations, the amount of detached orbital modules and total relative velocity, needed to service the given group of spacecraft.