ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррекция межпланетных траекторий из "Космическая техника " Общая задача управления на промежуточном участке траектории состоит в исправлении эллиптической траектории снаряда для перехвата движущейся цели. Одним из наиболее трудных и важных приложений этой проблемы является коррекция баллистических траекторий снаряда при подходе к планетам солнечной системы. Хотя особенности процесса коррекции пространственной траектории являются очень важными, мы рассмотрим только плоскую задачу, показанную на рис. 24.13, так как планеты движутся вокруг Солнца приблизительно в одной плоскости. Система управления должна, во-первых, предсказывать номинальное расстояние промаха I до цели, находящейся в точке и затем решить, как приложить один или несколько корректирующих импульсов скорости, чтобы обеспечить встречу с целью в другой точке В. [c.705] Оптическое оцределение положения [2]. Оптические приборы на снаряде могут быть использованы для установления направлений на точечные источники света на небе. Углы между этими направлениями на светила являются величинами, измеряемыми оптической системой. Пересечение трех таких направлений однозначно определяет положение снаряда в пространстве, если известно положение светил. Это, по существу, тот способ, которым поколения астрономов определяли орбиту Земли в ее движении вокруг Солнца. Конечно, имеется существенная разница между количеством оборудования и времени, имеющимся в распоряжении астрономов, находящихся на Земле, и в условиях первых межпланетных полетов. [c.706] Суммарное влияние инструментальных погрешностей и ошибок в данных о положении светил в уравнении (24.19) можно свести к минимуму надлежащим выбором расположения светила. Совершенно ясно, например, что во всех случаях следует избегать значений р, равных О или л , так как при этом планета, снаряд и Солнце лежат на одной прямой. В случае, если а — l-f т] = О, Р = 90°, общая ошибка становится равной бр. Теодолиты с малым полем зрения при весе менее чем 10 фунтов могут измерять на Земле углы до нескольких секунд дуги, а хорошая астрономическая видимость и превосходная оптическая контрастность в космическом пространстве должны улучшить эти характеристики. Величина ошибки определения радиального расстояния г не является определенной вследствие того, что расстояние Ь от планеты до Солнца точно неизвестно. [c.707] В настоящее время линейные размеры нашей солнечной системы, к сожалению, не вполне известны, хотя относительные расстояния определены с большой точностью из соотношений периодов астрономическая единица, выраженная в километрах, известна с относительной точностью порядка 10 . Этим, по-видимому, устанавливается основной предел определения расстояния г, тогда как углы могут быть измерены и уже измерены с точностью до секунд дуги (4-10 радиана). Однако по причинам, которые не могут быть здесь удовлетворительно описаны, уравнения попадания в цель не содержат ошибок определения величины первого порядка малости. Поэтому эти уравнения могут быть написаны почти исключительно в значениях измеряемых переменных аир. [c.707] Слежение с Земли. Положение снаряда может быть определено посредством его пеленга с Земли. На рис. 24.14 Земля соответствует источнику В, а угол е — измеряемому углу. Хотя геометрические соотношения остаются важными в получении и использовании таких данных, в этом случае возникают новые и очень интересные проблемы, связанные с самими способами измерений положения снаряда. Мы остановимся на радиоинтерферометрах, так как системы сравнения фаз с длинными базисными линиями, использующие узкополосные маяки на снаряде, дают возможность измерять такие углы с очень высокой точностью. [c.708] Полеты на Луну дадут возможность использовать в качестве базиса расстояние между Землей и Луной (240 ООО миль). При установлении приемника на Луне его можно было бы легко синхронизировать с рядом таких станций на вращающейся Земле посредством прямой связи. Однако возможность попасть на Луну, вероятно, не более велика, чем попадание в две устойчивые точки либраций системы Земля — Луна, показанные на рис. 24.16, б. Источник или приемник радиоволн, помещенный в одну из этих точек, устойчив по отношению к малым возмущениям. Небольшие приемники могли бы действовать в этих точках и непрерывно поддерживать синхронную прямую связь от одной точки к другой без опасения экранирования снаряда Землей или Луной. [c.709] Дальность и данные о скорости. Уже было отмечено, что классическая астрономия основывается на оптическом измерении углов между направлениями на светила. Когерентная связь в полосе радиочастот электромагнитного спектра представляет возможность для осуш ествления двух новых видов измерений. Дальность снаряда может быть измерена посредством передачи импульсов маяку-ответ-чику на снаряде и подсчета времени двустороннего прохождения сигнала. Так как скорость света известна с относительной точностью порядка 10 , то эта методика могла бы непосредственно дать улучшение величины астрономической единицы па один или два порядка. Однако для того, чтобы это сделать, снаряд следовало бы поместить на одну из планет, положение которой уже установлено оптическим слежением. [c.710] Допплеровский сдвиг частоты источника радиоволн непосредственно связан с радиальной скоростью снаряда относительно Земли. Если используется двусторонняя передача сигнала, то нужно поддерживать необходимую стабильность частоты передающего генератора во время прохождения сигнала. Если принята односторонняя система, то должны использоваться очень стабильные генераторы. Это гарантирует то, что любая разность частот принимаемой волны и генератора на снаряде обусловливается только допплеровским сдвигом частоты, а не нестабильностью генератора. Должна выполняться также коррекция, учитывающая как специальный, так и общий релятивистский эффекты, если при измерениях используются современные точные данные о скорости света. [c.710] Помимо научного значения таких измерений, очень важно рассмотреть, как траектории искусственных тел в солнечной системе могут быть использованы для получения данных о дальности и скорости при этом необходимо учесть помехи и ошибки сглаживания процесса измерения. [c.710] Трансцендентные уравнения и соотношения (24.25)—(24.31) очень неудобны для эффективных численных расчетов. Задача вычисления может быть в значительной степени упрощена, если эффекты воздействия корректирующих импульсов рассматривать в системе координат, перемещающейся вместе со снарядом ). Учитывая, что относительные перемещения в этой системе координат малы, мы можем составить первое, а возможно, и второе приближения, которые позволяют установить связь между промахом I и значениями имиульса (АУ, т). Так как величина импульса А7, без сомнения, мала по сравнению с орбитальной скоростью У, можно предполагать, что такой процесс удастся. Однако даже с такими упрощениями необходимо все же проводить в автономной системе большое количество вычислений. Если применяется слежение с Земли за положением снаряда, то кажется целесообразным выполнять эти вычисления на Земле, где имеются в достаточном количестве необходимое оборудование и мощность. Управляющие команды для системы управления могут быть тогда закодированы, переданы на снаряд и там преобразованы. Таким образом, в ранних системах можно очень удачно разрешить противоречие между величиной переносимого веса и потреблением энергии. [c.712] Вернуться к основной статье