Развернуть сеть микроспутников в космосе

Коллектив российско-китайской лаборатории "Космические тросовые системы" получил грант совместного конкурса фундаментальных научно-исследовательских проектов Российского фонда фундаментальных исследований и Государственного фонда естественных наук (Китай). Из 306 заявок поддержку получили 60 проектов. 

Руководитель лаборатории — профессор Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва Сергей Ишков. Проект самарских и китайских ученых посвящен динамическому анализу и управлению движением тросовой группировки микроспутников.

Грант рассчитан на два года. В команде под руководством представителя лаборатории профессора Юрия Заболотнова аспиранты Татьяна Ледкова, Павел Воеводин, а также молодые ученые из института автоматики Северо-Западного политехнического университета (Сиань, КНР) — Лу Хонши, Чэнь Шумин.

Ученые будут разрабатывать методы согласованного управления движением тросовой группировки микроспутников на этапе её развертывания при формирования заданной структуры и при последующем движении по орбите. 

"Сложность управления такими системами обусловлена как их сравнительно большими размерами — они достигают сотен метров и даже больше, так и требованиями к конфигурации, которая в зависимости от целевого назначения может быть линейной, кольцевой (треугольной и многоугольной) и радиальной (структура "ступица — спицы"), — отмечает профессор Юрий Заболотнов. — При расчете согласованного движения такой группировки надо учитывать поведение на орбите каждого спутника в отдельности и упругих колебаний, которые возникают в системе при наличии механических гибких связей — тросов".

Эта работа позволит создавать на орбите легкие протяженные конструкции, обеспечивающие согласованный полет по околоземной орбите системы микроспутников. Такие конструкции могут быть использованы как протяженные измерительные системы, системы наблюдения за ближним и дальним космосом, системы сканирования земной поверхности с большой базой, системы сбора космического мусора и для других целей. 

Исследования будут вестись в рамках деятельности совместной Российско-китайской лаборатории "Космические тросовые системы", которая одновременно работает как в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королева, так и в Северо-западном политехническом университете (Сиань, КНР). 

Для справки

Международное сотрудничество между Самарским национальным исследовательским университетом и Северо-западным политехническим университетом (СЗПУ, Сиань. КНР) в рамках научного направления, связанного с динамикой и управлением движением космических тросовых систем, осуществляется с 2013 года. 

С 2015 года существует Российско-китайская лаборатория "Космические тросовые системы", в которой проводятся совместные исследования. Результатом этих связей стали многочисленные совместные публикации и выступления на международных конференциях. 

Укреплению связей способствуют взаимные стажировки студентов и преподавателей обоих университетов, обучение в очной аспирантуре Самарского университета магистров СЗПУ. В 2019 году в Самарском университете успешно прошла защита аспиранта Дон Чжэ (руководитель Заболотнов Ю.М.). Тема диссертации "Анализ динамики и разработка методов управления движением низкоорбитальной тросовой системы". 

В настоящее время в очной аспирантуре Самарского университета обучаются два аспиранта Лу Хонши и Чэнь Шумин (руководитель Заболотнов Ю.М.), темы диссертационного исследованиях которых непосредственном связаны с представленным проектом. Проведенные до настоящего времени совместные исследования в основном были посвящены исследованию тросовой системы, состоящей из двух космических аппаратов. Представленный проект направлен на решение существенно более сложных задач формирования и стабилизации движения тросовой группировки микроспутников.

Выпущена в КНР монография Zabolotnov Yu. Introduction to the dynamics and control of the motion of space tether systems. Beijing: Science Press, 2013.