Управление группировкой спутников - TANDEM-X, PRISMA и другими Аннотация

Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 34
www.mai.ru/science/trudy/
УДК 629.7
Управление группировкой спутников - TANDEM-X, PRISMA и
другими
Д’Амико С., Арденс Ж., Де Флорио С., Монтенбрак О.
Аннотация
Группировка
ИСЗ
предполагает
совместное
использование
двух
и
более
взаимодействующих КА, реализующих совместно некий единый виртуальный инструмент.
Возможности группы малых ИСЗ обычно превосходят возможности
традиционных
спутниковых систем. Более интересные научные результаты могут быть получены благодаря
наблюдениям с использованием больших и в том числе перестраиваемых базисов, кроме того
увеличивается надежность системы. Европейская инженерная и научная общественность в
данный момент обсуждают различные проекты с использованием спутниковых группировок.
Это проекты по отработке новых технологий (PRISMA, PROBA-3), интерферометры и
гравиметры с синтезированной апертурой для исследования Земли (TanDEM-X, postGOCE),
телескопы, базирующиеся на двух КА, предназначенные для детального спектрального
исследования
астрономических
источников
излучений
(XEUS,
SIMBOL-X),
интерферометры, базирующиеся на нескольких КА и регистрирующие излучение в
инфракрасном и видимом участках спектра в интересах новых астрофизических
исследований и поисков экзопланет, подобных Земле (DARWIN, PEGASE). Эти проекты
имеют
различные
уровни
сложности,
в
основном
обусловленные
размерами
и
функциональными возможностями полезной нагрузки, и требуют высокого уровня
автономности при решении задач навигации и высокоточного управления.
Чтобы соответствовать этим требованиям Немецкий Центр Управления Полетов
(GSOC) ведет исследования в области спутниковых группировок начиная с 1998 г.
Проведение этих исследований аргументируется тем, что только развитие, развертывание и
орбитальные испытания инновационных технологий в области наведении, навигации и
управлении (ННУ) могут обеспечить внедрение технологий передовых спутниковых
группировок. В статье обсуждается первая в Европе технология автоматического удержания
и перестроения спутниковой группировки с минимумом расхода топлива и минимумом
риска столкновения, которая явилась результатом участия GSOC в проектах TanDEM-X и
PRISMA (запуск обеих систем ожидается в 2009г.). Рассмотрены также вопросы
проектирования и испытаний специалистами GSOC подсистем ННУ для экспериментальной
миссии TanDEM-X и PRISMA. Кроме того, представлены ключевые результаты испытаний
метода наведения, основанной на GPS навигации в реальном времени и импульсной
системой управления относительным положением ИСЗ группировки.
Очевидно,
что
существует
технологический
разрыв
между
уже
продемонстрированной группировкой спутников для дистанционного зондирования Земли с
низкой околоземной орбиты и перспективными космическими телескопами, размещенными
на высоких эллиптических орбитах или в окрестностях точек Лагранжа. Это определяется не
только причинами, обсуждавшимися выше, но и необходимостью осуществления навигации
на высотах, больших высот, используемых созвездием ГНСС. Заключительная часть статьи
посвящена обсуждению технологического разрыва между современными и перспективными
спутниковыми группировками. Сделана попытка определить пути и перспективы развития
европейской технологии спутниковых группировок.
Ключевые слова
Группировка ИСЗ, наведение, навигация, управление, GPS-навигация, космический
телескоп, астронаблюдения, интерферометр.
Сведения об авторах
Д’Амико С. (S. D’Amico), Немецкий аэрокосмический центр, Германия.
Контакты: simone.damico@dlr.de
Арденс Ж. (J.-S. Ardaens), Немецкий аэрокосмический центр, Германия.
Де Флорио С. (S. De Florio), Немецкий аэрокосмический центр, Германия.
Монтенбрак О. (O. Montenbruck), Немецкий аэрокосмический центр, Германия.