Спуск и посадка космических аппаратов на планеты без атмосферы

Заданные конечные значения координат определяют вид номинальной траектории спуска на последующем участке конечного спуска («прецизионном» участке); спуск может осуществляться по вертикальной или наклонной траектории.

На участке конечного спуска, измерение фазовых координат объекта производится радиолокационным дальномером и измерителем скорости (доплеровским локатором).

К началу этого участка могут накопиться значительные отклонения (от программных значений) координат, характеризующих процесс спуска. Причиной этого являются случайные погрешности определения параметров орбиты ожидания, погрешность отработки тормозного импульса, недостоверность сведений о гравитационном поле планеты, закладываемых в расчет траектории спуска.

Кроме того, полет на всех участках подвержен действию случайных возмущений — неопределенности величины массы СА, отклонения от номинала тяги тормозного двигателя и т. д. Все это в сочетании с неточностью априорного знания рельефа поверхности в районе посадки, делает необходимым терминальное управление мягкой посадкой. В качестве исходной информации используются результаты измерения высоты и скорости снижения. Система управления мягкой посадкой должна обеспечить заданную точность посадки при минимальных затратах топлива.

На завершающем участке спуска — «верньер ном» участке (В, О) происходит обычно вертикальный полет СА с глубоким дросселированием тяги тормозного двигателя.

Верньерный участок вводится для того, чтобы повысить конечную точность посадки, так как влияние погрешностей определения параметров траектории на точность посадки СА снижается при уменьшении величины отрицательного ускорения. Кроме того, если тяга непосредственно перед посадкой мала, то уменьшается возможность выброса породы под действием газовой струи и уменьшается опрокидывающее воздействие на СА отраженной от поверхности планеты реактивной струи.

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ СА.

Таким образом, основное назначение системы управления полетом СА — компенсация возмущений, возникающих в полете или являющихся результатом неточности выведения СА на орби ту ожидания. СА стартует обычно с орбиты ожидания, поэтому задачи управления естественно разделить на следующие группы:

1. управление на участке предварительного торможения;

2. управление на пассивном участке;

3. управление на участке основного торможения;

4. управление на «верньерном» участке; Более удобна классификация задач по функциональному назначению.

Основной навигационной задачей является измерение навигационных параметров и определение по ним текущих кинематических параметров движения (координат и скорости), характеризующих возмущенную траекторию (орбиту) движения СА.

В задачу наведения входит определение потребных управляющих воздействий, которые обеспечивают приведение СА в заданную точку пространства с заданной скоростью и в требуемый момент времени, с учетом текущих кинематических параметров движения, определенных с помощью решения навигационной задачи, заданных ограничений и характеристик объекта управления.