Отправить статью по E-mail 
Концепция орбитального обслуживания для разработки космической системы следующего поколения и ее ключевые технологии
- Авторы: Разумный Ю.Н.1, Баранов А.А.1,2, Агравал Б.3, Дула А.М.4, Крайзель Й.5, Купреев С.А.1, Спенсер Д.Б.6, Разумный В.Ю.1, Ясака Т.7
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН
- Военно-морская школа
- Адвокатское бюро Art Dula
- iBOSS GmbH
- Пенсильванский государственный университет
- Институт пионеров космоса Q-shu, Inc
- Выпуск: Том 23, № 4 (2022)
- Страницы: 269-282
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/33689
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2022-23-4-269-282
Цитировать
Полный текст
Аннотация
За последние годы многие компании и национальные агентства в разных странах были вовлечены в разработку различных технических аспектов орбитального обслуживания. Описан опыт орбитального обслуживания в США и России. Рассматривается проблема орбитального обслуживания в целом. Показано, что орбитальное обслуживание относится к развитию космической инфраструктуры следующего поколения и решение проблемы орбитального обслуживания в значительной степени предопределяет характеристики космических систем следующего поколения. Для реализации орбитального обслуживания выделяются два одинаково важных направления: 1) обеспечение работоспособности спутников; 2) создание систем непосредственного обслуживания. Реализация каждого направления включает в себя широкий спектр разработок. В первом случае нужно учитывать возможность стыковки с обслуживаемым спутником, гарантированный доступ к компонентам спутника, блочно-модульную структуру обслуживаемого спутника, стандартизацию аппаратного обеспечения и разъемов и т. д. Реализация второго направления варьируется от разработки методов обслуживания и систем обслуживания до спутниковых орбит и оптимизации группировки. Представлены существующие и перспективные ключевые технологии для исправного обслуживающего спутника. Показано, что экономическая выгода орбитального обслуживания должна тщательно обосновываться с глобальной точки зрения с учетом особенностей будущей космической инфраструктуры. Обслуживание позволяет продлить срок службы спутников, снизив таким образом стоимость жизненного цикла, более того - создавать совершенно новые системы и миссии. Эти эффекты могут быть достигнуты не только посредством дозаправки или ремонта спутников, но и за счет коррекции их орбит. Предлагаемое орбитальное обслуживание создает перспективу создания коммерческой сети обслуживания и удаления мусора, сформированной на той же технологической базе, что, однако, представляет собой отдельные технологические проблемы, которые тесно связаны с орбитальным обслуживанием.
Об авторах
Юрий Николаевич Разумный
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: yury.razoumny@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1337-5672
доктор технических наук, профессор, директор Инженерной академии, директор департамента механики и мехатроники
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Андрей Анатольевич Баранов
Российский университет дружбы народов; Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН
Email: andrey_baranov@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-1823-9354
кандидат физико-математических наук, профессор департамента механики и процессов управления, Инженерная академия, Российский университет дружбы народов; ведущий научный сотрудник, Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша, Российская академия наук
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6; Российская Федерация, 125047, Москва, Миусская пл., д. 4Бридж Агравал
Военно-морская школа
Email: agrawalrudn@gmail.com
заслуженный профессор кафедры машиностроения и аэрокосмической техники 1 University Circle, Herrmann Hall 061A, Monterey, CA 93943-5006, Соединенные Штаты Америки
Артур М. Дула
Адвокатское бюро Art Dula
Email: art@dula.com
доктор гражданского права, юрист по космическому праву 3106 Beauchamp, Хьюстон, Техас, 77009, Соединенные Штаты Америки
Йорг Крайзель
iBOSS GmbH
Email: jk@jkic.de
международный консультант в области космоса Федеративная Республика Германия, 52068, Ахен, Dennewartstrasse 25
Сергей Алексеевич Купреев
Российский университет дружбы народов
Email: 4997445962@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8657-2282
доктор технических наук, профессор департамента механики и мехатроники, Инженерная академия
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Дэвид Б. Спенсер
Пенсильванский государственный университет
Email: dbs9@psu.edu
кандидат наук в области аэрокосмических инженерных наук, профессор кафедры аэрокосмической техники 229 Hammond Building, University Park, PA 16802, Соединенные Штаты Америки
Владимир Юрьевич Разумный
Российский университет дружбы народов
Email: vladimir.razoumny@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6373-4608
кандидат технических наук, доцент департамента механики и мехатроники, Инженерная академия
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Тэцуо Ясака
Институт пионеров космоса Q-shu, Inc
Email: tyasaka@nifty.com
профессор Фукуока, Япония
Список литературы
- Razoumny YN, Spencer DB, Agrawal B, Kreisel J, Yasaka T, Koupreev SA, Razoumny V, Makarov Y. The concept of on-orbit-servicing for next generation space system development and its key technologies. Proceedings of the International Astronautical Congress. 2017;16:10486-10499
- Yasaka T. Space structure - Yesterday, today and tomorrow. Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC, Beijing, China. 2013;7:5687-5694.
- Baranov AA. Spacecraft manoeuvring in the vicinity of a near-circular orbit. Cambridge Scholars; 2022. Available from: https://www.cambridgescholars.com/product/978-1-5275-8472-3 (accessed: 12.12.2022).
- Petukhov V, Adilson PO. Optimization of the finite-thrust trajectory in the vicinity of a circular orbit. IAA/AAS SciTech Forum 2019 on Space Flight Mechanics and Space Structures and Materials: Advances in the Astronautical Sciences Series. 2021;174(95):5-15.
- Baranov AA, Budyansky AA. Algorithm for calculation of the parameters of four maneuvers of a non-coplanar rendezvous in the vicinity of a circular orbit. Cosmic Research. 2022;60(6):491-501. https://doi.org/10.1134/S0010952522060028
- Razoumny VYu, Baranov AA, Razoumny YuN. Satellite constellation design of on-orbit servicing space system for Globalstar satellites. RUDN Journal of Engineering Research. 2019;20(2):111-122. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/2312-8143-2019-20-2-111-122 Разумный В.Ю., Баранов А.А., Разумный Ю.Н. Проектирование орбитального построения космической системы для обслуживания космических аппаратов системы Globalstar // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2019. Т. 20. № 2. C. 111-122. https://doi.org/10.22363/2312-8143-2019-20-2-111-122
- Sommer B. Novel space infrastructure concepts from LEO to GEO. Proceedings of the 9th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation ‘ASTRA 2006’. Noordwijk: ESTEC; 2006. https://doi.org/10.2514/6.IAC-06-D3.1.07
- Kortmann M, Rühl S, Kreisel J, Schervan T, Schmidt H, Dafnis A. Building block-based “iBOSS” approach: fully modular systems with standard interface to enhance future satellites. IAC-15-D3.1.3, 66th International Astronautical Congress. Jerusalem; 2015.
- Kreisel J. On-orbit servicing of satellites (OOS): its potential market & impact. Proceedings of the 7th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation ‘ASTRA 2002’. Noordwijk: ESTEC; 2002.
