Оптимизация межпланетных траекторий космических аппаратов с двухрежимными ядерными ракетными двигателями

Abstract

Запропоновано підхід до оптимізації міжпланетних траєкторій космічних апаратів з дворежимними ядерними ракетними двигунами. Такі траєкторії формуються за рахунок комбінування ділянок малої та великої тяги. Задача оптимізації міжпланетного перельоту розглядається за допомогою модифікованого методу сфер впливу. При розрахунку активних ділянок береться до уваги обмеженість тяги двигуна. Оптимізація ділянок малої тяги виконується методом транспортуючої траєкторії. Оптимальне керування досліджується за допомогою принципу максимуму Понтрягіна для систем з розривною правою частиною та зміною фазового простору. Наведено аналіз ефективності зменшення витрат палива на планетоцентричних ділянках великої тяги за рахунок використання малої тяги на геліоцентричних ділянках.

An approach to optimization of interplanetary transfers for space vehicleds with bimodal nuclear rocket engine (NRE) is proposed. Given approach is based on modified method of spheres of influence. The finite burn optimization of planet-centric part of trajectory has been carried out. The transporting trajectory method is used for the optimization of heliocentric part of trajectory. The optimal control is investigated using Pontryagin’s maximum principle for the systems with discontinuous right-hand part. The effeciency of the including of low-thrust arcs is investigated.