Анализ перспективной схемы полета к Венере

Подал: Зубко Владислав Александрович (очно)

Авторы
Зубко В.А. (1), Беляев А.А. (1), Эйсмонт Н.А. (1)
Организации
(1) Институт космических исследований РАН
Секция
Исследование планет
Подсекция
ВЕНЕРА
Научный руководитель
Эйсмонт Натан Андреевич
Место работы научного руководителя
ИКИ РАН
Текст тезисов
В исследовании рассматривается подход к разработке сценария полета к Венере, позволяющий существенно расширить достижимую область посадки аппарата. Предлагаемый подход основан на использовании гравитационного маневра у Венеры для перевода космического аппарата на резонансную (периодическую) орбиту в соотношении периодов 1:1 [1-3], что позволяет космическому аппарату после одного витка перелета на резонансной орбите вернуться к планету через 224,7 суток и осуществить посадку в заданном районе посадки. В качестве примера рассматривается проектирование сценария перелета для миссии к Венере, в состав которой включается орбитальный (ОМ) и посадочный (ПА) аппараты, для окна старта в 2031 году, что связано с планируемым запускам миссий «Венера-Д» [4] и DAVINCI+ [5]. Траектории перелета к Венере в рамках проектируемого сценария определяются при наличии ограничений к совместной работе ОМ и ПА, а также к рабочей орбите ОМ. Проводится предварительный анализ ограничений накладываемых на рабочую орбиту ОМ, а также оценивается их влияние на проектирование траектории перелета космического аппарата. Показано, что в результате построения траектории перелета к Венере с использованием гравитационного маневра удается обеспечить доступ практически к любой заданной точке поверхности Венеры, в том случае, если отсутствуют ограничения к рабочей орбите ОМ. Однако, в силу наличия ограничений на орбиту ОМ доступные для посадки области на поверхности планеты сокращаются, при этом суммарная достижимая площадь все равно составляет более 50% от всей венерианской поверхности. Результаты, полученные для сценария перелета с попутным гравитационным маневром у Венеры, сравниваются с работами [6, 7]. В качестве дополнительного исследования приводятся примеры использования резонансных орбит для решения таких задач, как облет астероидов на пути к желаемой точке посадки космического аппарата, а также непрерывного облета астероидов малым космическим аппаратом, находящимся на резонансной гелиоцентрической орбите 1:1.

[1] Eismont N., Zubko V., Fedyaev K. et al. Expansion of landing areas on the Venus surface using resonant orbits in the Venera-D project // Acta Astronautica. 2022. V. 197. P. 310–322.

[2] Zubko V.A., Eismont N.A., Fedyaev K.S. et al. A method for constructing an interplanetary trajectory of a spacecraft to Venus using resonant orbits to ensure landing in the desired region // Advances in Space Research. 2023. V. 72. No. 2. P. 161–179.

[3] Зубко В.А. Возможные траектории полёта к Венере с посадкой в заданном регионе // Письма в Астрон. журн. 2022. Т. 48. № 12. С. 869–882.

[4] Zasova L., Gorinov D., Eismont N. et al. Venera-D: A Design of an Automatic Space Station for Venus Exploration // Solar System Research. 2019. V. 53. No. 7. P. 506–510.

[5] Garvin J., Getty S., Arney G. et al. DAVINCI+: Deep atmosphere of Venus investigation of noble gases, chemistry, and imaging plus // J. Atmospheric Sciences. 2020. V. 3. No. 2326. Article 2599.

[6] Симонов А.В., Ковалева С.Д., Гордиенко Е.С. и др. Особенности проектирования траекторий перспективных космических аппаратов для исследования Венеры // Инженер. журн.: наука и инновации. 2021. № 10(118).

[7] Эйсмонт Н.А., Засова Л.В., Симонов А.В. и др. Сценарий и траектория миссии «Венера-Д» // Вестн. НПО им. С.А. Лавочкина. 2018. №4. С. 11–18.