Межпланетная навигация

Определение орбит и межпланетная навигация [c.418]

За последние несколько лет открылись новые перспективы в связи с выполнением наблюдений, обеспечивающих определение орбиты, при помощи инструментов, размещенных на самом космическом корабле. Рассмотрение подобных методов определения орбит составляет предмет межпланетной навигации, последнее наименование отражает тот факт, что названный метод наиболее интенсивно используется на аппаратах, направляемых к Луне или другим планетам, но не на искусственных спутниках. Здесь используются специальные оптические инструменты и электронная аппаратура мы коснемся этой темы в конце настоящей главы. Но сначала мы кратко обсудим классические методы определения орбит и их современные модификации после этого будут рассмотрены основные идеи, положенные в основу процедуры улучшения орбит. [c.419]

Как видно из табл. 20, полет на Плутон, который на 31% более удален от Земли, чем Нептун, требует стартовой скорости с нашей планеты всего на 0,71% (115 м сек) больше. Тот же эксперимент можно себе представить таким образом, что с борта ракеты, направляющейся на Нептун, сразу же после старта выпускается снаряд, который на Земле может подняться лишь на высоту около 0,7 км Снаряд в своем полете будет опережать ракету все более и более и, наконец, достигнет Плутона, отдаленного от орбиты Нептуна в среднем на 1400 млн. км, что в 9 раз превышает расстояние Земли от Солнца. Это одно из удивительных свойств межпланетной навигации. [c.228]

В первом приближении можно считать [1151, что околопланетная навигация ограничивается условиями, когда расстояния между КА и навигационной точкой (НТ), относительно которой определяют параметры движения, соизмеримы с радиусом планеты, а при межпланетной навигации эти расстояния значительно превышают размеры планеты. [c.309]

Постепенно, шаг за шагом раскрывая неизведанные области Вселенной, космические исследования имеют огромное познавательное значение, обогащая новыми знаниями астрономию и космологию, физику, геофизику и биологию, определяя переход от гипотез, основанных на наземных наблюдениях, к непосредственному экспериментальному изучению околоземного и межпланетного пространств. Исследования, выполняемые с помощью искусственных спутников Земли, приобретают все большее практическое значение для прогнозирования погоды, выполнения геодезических съемок труднодоступных земных районов, улучшения навигации и осуществления глобальной радиосвязи. Решение инженерных задач, связанных с проектированием и изготовлением средств ракетно-космической техники, оказывает существенное стимулирующее воздействие на темпы технического прогресса [c.452]

Я уверен, что человечество сумеет помочь гравитационному полю родной планеты приобрести и удержать новоявленную Луну. У ученых, занимающихся космической навигацией, уже накоплен некоторый опыт изменения орбит космических кораблей, траекторий автоматических межпланетных станций и так далее. [c.256]

Требования к коридору входа. На межпланетном участке траектории перелета системы навигации, наведения и управления должны функционировать таким образом, чтобы обеспечить попадание аппарата в коридор безопасного входа. Корректирующие маневры пилотируемого космического корабля на траектории перелета к Марсу исследовались в работе [40]. Приведенные в этой работе данные позволяют сравнить найденные выше значения глубины коридора входа с требуемыми значениями, которые определяются возможностями системы управления на межпланетном участке траектории. [c.147]

Требуемые значения глубины коридора входа, продиктованные возможностями систем навигации и наведения на межпланетном участке, для различных скоростей входа [c.148]

Непосредственное развитие гироскопической техники началось, по существу, в начале XX века. В настоящее время этот процесс интенсивно продолжается. Гироскопические приборы применяются в системах управления ракетами и самолетами, в системах навигации кораблей и подводных лодок, в системах управления искусственными спутниками Земли, в системах управления межпланетными кораблями. Они применяются также для определения азимута при прокладке шахт, для контроля буровых скважин. [c.245]

Безостановочными облетами мы называем гиперболические пролеты мимо планет, не сопровождающиеся выходом на орбиту искусственного спутника планеты. Наличие человека на борту корабля, совершающего подобный межпланетный перелет, позволяет более просто организовать автономную навигацию и коррекцию при сближении с планетой. Это обстоятельство не вносит особых корректив в траекторию по сравнению с облетом планеты автоматической станцией, сопровождающимся возвращением к Земле. То же, естественно, касается и характеристической скорости. Однако начальная масса ракеты-носителя возрастает во много раз. [c.447]

Хотя представляется вполне разумным, что межпланетный корабль будет располагать постоянной радиосвязью с Землей и наземными радиолокационными установками, что обеспечит получение данных о направлении, дальности и скорости изменения дальности, для навигации возможно использовать и наблюдения, выполненные с борта корабля. Эти оптические наблюдения могут быть обработаны посредством бортовой ЭВМ или транслированы на Землю для обработки при помощи мощных быстродействующих универсальных ЭВМ. Независимо от того, где выполняется эта работа, метод нахождения положения и скорости на основе оптических наблюдений можно развить следующим образом (см. 18]). Сначала мы рассмотрим теорию метода, а затем некоторые трудности, встречающиеся иа практике после этого упомянем другие возможные источники определения положения и скорости космического корабля. [c.440]

Высокие абс. и относит, стабильности частоты М. г. позволяют применять их для решения ряда важных технич. и научных задач. Напр., при помощи моле-кул.чрных часов, построенных на основе М. г., удалось заметить и изучить неравномерность суточного вращения Земли, М. г. имеют большое значение для повышения точности радионавигац. устройств (в частности, для межпланетной навигации). При помощи М. г. представляется возможной экспериментальная проверка вывода общей теории относительности [c.302]

В этой главе обсуждаются три тесно связанные между собой темы, а именно определение орбит, yлyчпJeниe орбит и межпланетная навигация. При определении орбит из наблюдений (после их редукции) находятся элементы орбиты тела солнечной системы. При использовании классических методов Лапласа, Гаусса и т. п. приходится исходить из наблюдений положений тела на небесной сфере (эти положения обычно задаются значениями прямых восхождений и склонений). Поскольку орбита тела, обращающегося вокруг Солнца, представляет собой коническое сечение (если пренебречь возмущениями), то в общем случае необходимо найти шесть элементов, так что наблюдения прямого восхождения и склонения небесного тела в три различных момента дают минимальное число данных, требующихся для определения орбиты тела. Это, безусловно, справедливо для эллиптической или гиперболической орбиты в случае параболы (е = 1) надо найти только пять элементов, так что теоретически достаточно трех значений прямого восхождения и двух значений склонения, в то время как для круговой орбиты (при этом е = О, а долгота перигелия теряет смысл) достаточно двух наблюдений как прямого восхождения, так и склонения. Однако на практике приобретают значение различные обстоятельства, и можно утверждать, что для нахождения приемлемой предварительной орбиты требуются три различных наблюдения тела в разные моменты времени. Следовательно, цель определения орбиты состоит в выводе орбиты, которая приближенно представляет действительную орбиту небесного тела из такой приближенной, или предварительной, орбиты можно рассчитать эфемериды, т. е. таблицы вычисленных положений, предсказывающих будущие координаты небесного тела. Эти эфемериды используются для слежения за объектом, в результате чего накапливаются наблюдения для последующих расчетов улучшенной орбиты, как будет показано ниже. [c.418]

Вместе с тем, обладая в этом общностью с околоземной нави-гащ1ей, межпланетная навигация отличается от нее возможным составом измеряемых параметров. Здесь уже ие используют измерения высоты полета, разности расстояний до двух поверхностных НТ или скорости их изменения, В то же время возрастает значение угломерных измерений и, в частности, таких специфических, как угловые размеры диска планеты. [c.310]

Применение высокоточных радиоинтерферометрических измерений д DOR для межпланетной навигации [c.329]

Космонавтика (от греч. Космос — Вселенная и наутикэ — мореплавание) — одна из ведущих областей современного научно-технического прогресса, имеющая целью исследование мирового пространства и осуществление межпланетных полетов. Основными задачами, решаемыми ею, являются разработка теории и изучение особенностей таких полетов, проектирование и постройка специальных летательных аппаратов и двигателей для них, изучение условий жизни и работы экипажей космических кораблей, разработка систем управления полетом и систем космической навигации, строительство и оборудование космодромов и т. д. [c.408]

Задачи эти крайне сложны и многообразны. Достаточно указать, например, что для освоения околосолнечного пространства могут использоваться летательные аппараты, существенно различные по выполняемым функциям и по конструктивному исполнению. К числу их основных классов относятся ракеты-зонды, орбитальные самолеты, взлетающие с земной поверхности и совершающие полеты по орбитам за пределами земной атмосферы, искусственные спутники Земли без тяговых двигателей и сателлоиды (искусственные спутники, снабженные тяговыми двигателями), межпланетные автоматические станции, оборудованные регистрирующими измерительными приборами и передающие накапливаемую информацию наземным станциям связи, космические корабли, используемые для межпланетных сообщений, и космические лаборатории, предназначенные для длительного пребывания в космо-се научно-исследовательского персонала. Более того отдельные классы космических летательных аппаратов подразделяются на большое количество групп применительно к различным аспектам их использования. Так, искусственные спутники Земли выполняются в различных модификациях для проведения научных исследований, для удовлетворения нужд дальней радиосвязи и телевидения, навигации и метеорологии и для осуществления ряда других практических задач. [c.408]

Из рис. 14 видно, что при скоростях входа до 15 км1сек система управления на межпланетном участке траектории способна обеспечить выведение аппарата в допустимый коридор входа это, по-видимому, невозможно при более высоких скоростях входа. Правда, на этот счет существуют различные мнения, но автор настоящего обзора полагает, что вход с высокими скоростями может вообще не потребоваться, поскольку скорость входа ограничивается условиями проведения операции, а не точностью системы навигации. Следует также указать, что данные о коррекции траектории на межпланетном участке [40] основаны на использовании единственного измерения, выполненного бортовыми оптическими средствами. Использование данных слежения с Земли для расчета корректирующих импульсов безусловно повысит точность коррекции ). К тому же при необходимости глубина коридора безопасного входа может быть увеличена путем увеличения аэродинамического качества аппарата, управления по тангажу [41—43] или, возможно, путем увеличения предельно допустимой перегрузки. [c.149]

Здесь уместно сказать несколько слов о преимуществах автономной навигации. Как указывается в монографии [15] (см. литературу к докладу Т. Н. Эдельбаума), при значительном удалении от Земли навигационные измерения могут быть выполнены более точно, когда применяются бортовые приборы. К тому же большие межпланетные расстояния могут приводить к нарушению прежде достаточно надежной связи с Землей, которая необходима для обработки основной навигационной информации и передачи на борт корабля команд наведения. Поэтому космические корабли будуш.его, по-видимому, должны иметь полностью автономные системы навигации и наведения. Прим. перев.) [c.149]

Размышления о космическом полете ночти так же стары, как размышления о полетах с работаюш им двигателем в атмосфере. Легенды и художественная литература содержат много более или менее фантастических онисаний полетов на Луну, вокруг Луны или на другую планету. Некоторые авторы по истории науки приписывают Сирано де Бержераку [17] предсказание о реактивном движении как средстве космического полета, сделанное еш е в 1648 или 1649 году, когда он написал свое повествование о путешествии на Луну. В конце прошлого века немецкий учитель математики Курт Ласвиц написал широко читаемый межпланетный роман [18], в котором, но свидетельству сына автора, впервые упоминается космическая станция. Однако эта станция — не спутник, враш,аюш,ийся вокруг Земли она была подвешена между Марсом и Землей в точке, где уравновешены гравитационные снлы. Вскоре после этого, в 1903 году, Константин Эдуардович Циолковский, русский учитель математики, описал обтекаемый, приводимый в движение ракетой летательный аппарат для космического полета, в котором в качестве ракетного топлива исиользовались жидкий кислород и водород [19]. Возможно, он был первым человеком, который обосновал свой проект на разумных принципах. Его предложение включало гироскопическое управление и отражатель газовой струи для навигации в космосе. [c.188]

Во избежание недоразумений сделаем одно замечание. В приведенных выше формулах фигурировала величина а4ор- По размерности она представляет собой некоторую скорость, а именно характеристическую (в обычном смысле) скорость. Это та скорость, которую определит система инерциальной навигации звездолета. Условно ее иногда называют собственной скоростью звездолета [5.9]. Но фактически эта величина не выражает скорости движения корабля ни в какой системе отсчета (в корабельной системе отсчета сам корабль неподвижен), а характеризует лишь запасы рабочего тела в звездолете (как это было и при межпланетных полетах). Она может быть определена по обычной формуле Циолковского, если известно отношение масс ракеты, а именно [c.477]

Особенности навигации межпланетных КА заключаются в значите.чыюй протяженности каналов передачи сигнатов, что требует больших мощностей передатчиков высокой чувствительности приемников, применения пространственной и частотной селекции и в связи с этим повышения значения естественных навигационных точек (НТ) с неограниченными запасами энергии (Солнце, звезды) [c.130]

Термин НАВИГАЦИОННОЕОБЕСПЕЧЕНИЕПОЛБГА применительно к решению задач маневрирования КА наиболее часто нспользуют по отношению к неавтономной навигации, т. е. процессу навигации, осуществляемому с помощью наземного командно-измерительного комплекса (НКИК). Реализуемое с его помощью командное телеуправление позволяет решать как задачи межорбитальиого маневрирования (орбитальные переходы, поддержание орбиты, дальнее наведение при сближении аппаратов, коррекция полета лунных и межпланетных КА и т. д.), так и задачи локальных маневров. [c.259]

Методы решения навигационной задачи, основанные на проведении АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЗАСЕЧЕК, представляют собой основной класс методов автономной навигации при межпланетном перелете. С точки зреиня общей классификации методов навигации [12], все возможные виды навигационных засечек, к которым относят астрономические, должны бьггь отнесены к позиционному методу (методу поверхностей и линий положения). [c.312]

Станция М-71С (получившая при запуске обозначение Космос-419 ) стартовала 5 мая 1971 года. Вывести ее на межпланетную траекторию не удалось оператор вьщал неправильную установку на второе включение разгонного блока Д . Советские ученые потеряли возможность создания первого искусственного спутника Марса и лишились маяка , позволявшего с высокой точностью определять положение красной планеты. Теперь осталось надеяться на безупречную работу системы космической автономной навигации (СКАН). Решение о разработке этой системы, не имею-ш ей аналогов в мире, и установке ее на 2-й и 3-й аппараты М-71 принял Совет главных конструкторов в начале 1970 года как запасной вариант на случай аварии станции М-71 С . В системе использовался оптический угломер, разработанный в ЦКБ Геофизика . За семь часов до прилета прибор должен был провести первое измерение углового положения Марса относительно базовой системы координат. Данные измерений передавались в бортовой компьютер системы управления, который рассчитывал вектор третьей коррекции, необходимый для перевода станции на номинальную траекторию. Все операции должны были проводиться на борту космического аппарата без участия и контроля наземного пункта управления. Испытания угломера на стенде системы управления прошли без замечаний. [c.763]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...