Определение оптимального положения "пастуха с ионным лучом" относительно объекта космического мусора

Abstract

Целью работы является решение задачи нахождения оптимального с точки зрения передаваемого «ионным лучом» силового воздействия положения «пастуха» относительно мишени. Минимизируемая целевая функция определена с учетом эффективности реализации миссии по активному удалению космического мусора в рамках концепции «Пастух с ионным лучом». Предложено использовать информацию о контуре центральной проекции мишени для определения составляющих вектора создаваемой факелом электрореактивного двигателя силы, входящих в целевую функцию. Оптимальное положение «пастуха» для заданной ориентации мишени найдено численно с помощью метода поиска по шаблону. Полученные результаты целесообразно использовать при управлении относительным движением системы «пастух – мишень».

Метою роботи є вирішення задачі знаходження оптимального з погляду переданого «іонним променем» силового впливу положення «пастуха» відносно мішені. Цільова функція, що мінімізується, визначена з урахуванням ефективності реалізації місії з активного видалення космічного сміття в рамках концепції «Пастух з іонним променем». Запропоновано при обчисленні цільової функції використовувати інформацію про контур центральної проекції мішені для визначення складових вектора сили, що створюється факелом електрореактивного двигуна. Оптимальне положення «пастуха» для заданої орієнтації мішені знайдено чисельно за допомогою методу пошуку за шаблоном. Отримані результати доцільно використовувати при керуванні відносним рухом системи «пастух – мішень».

The work aim of the work is to solve the problem of finding an optimal position of a shepherd with respect to a target in terms of forces transmitted by the ion beam. The minimized efficiency function is derived taking into account the effectiveness of the mission to remove actively space debris within the concept of the Ion Beam Shepherd. The information about the contour of the central projection of the target is proposed for determining the efficiency-function vector components of the force transmitted by a plume of the electric thruster. The optimal position of the shepherd for a given attitude position of the target is found numerically using the pattern search method. The results can be used to control the relative motion of the shepherd-target system.