Применение двигательной подсистемы на базе плазменного двигателя СПД-100в для довыведения и коррекции орбиты космических аппаратов «Экспресс-80» и «Экспресс-103»

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В последнее время возросла актуальность задачи довыведения спутников на целевую орбиту бортовой электрореактивной двигательной подсистемой. Теоретический анализ и имевшаяся практика показали, что операция довыведения на геостационарную орбиту (ГСО) с некоей промежуточной орбиты выполнима, однако требует определенного времени, так как тяга бортовых электрореактивных двигателей (ЭРД) мала (40–300 мН) и несопоставима с тягой жидкостных двигателей апогейных двигательных установок (22–400 Н). Вследствие малой тяги ЭРД операция довыведения растянута по времени. Однако эффект в части увеличения массы, выводимой на ГСО, может перевешивать отрицательный эффект от увеличения времени введения спутника в эксплуатацию. Расчеты показали, что дополнительная масса спутника на ГСО может составить до нескольких сотен килограммов при времени довыведения порядка 6 месяцев. В частности, при массе космического аппарата (КА) не более 2500 кг становится возможным парный запуск существующими средствами выведения. С учетом положительного опыта, полученного ранее на КА «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6», проектирование в АО «ИСС» спутников «Экспресс-80», «Экспресс-103» проводилось с расчетом на выполнение операции довыведения. Это дало возможность осуществить парный запуск одной ракетой-носителем типа «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» и снизить затраты на запуск вдвое. Для увеличения тяги на этапе довыведения и сокращения его продолжительности была предусмотрена парная работа двигателей в режиме повышенной тяги. Суммарный эффект от применения операции довыведения в части увеличения массы КА на конечной орбите составил более 700 кг при длительности маневра до 158 сут. Полученный опыт позволяет при необходимости осуществлять парные запуски КА повышенной массы с довыведением на ГСО собственными двигателями в приемлемые сроки.

Об авторах

Юрий Михайлович Ермошкин

Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»

Автор, ответственный за переписку.
Email: erm@iss-reshetnev.ru

доктор технических наук, доцент, начальник лаборатории

Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Алексей Анатольевич Внуков

Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»

Email: vnukov@iss-reshetnev.ru

начальник группы

Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Дмитрий Викторович Волков

Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»

Email: dmitri@iss-reshetnev.ru

начальник сектора

Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Юрий Владимирович Кочев

Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»

Email: koch@iss-reshetnev.ru

кандидат технических наук, начальник группы

Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Руслан Сергеевич Симанов

Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»

Email: simru@iss-reshetnev.ru

ведущий инженер

Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Евгений Николаевич Якимов

Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»

Email: yen@iss-reshetnev.ru

начальник отделения

Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Геннадий Сергеевич Грихин

АО «Опытное конструкторское бюро «Факел»

Email: info@fakel-russia.com

ведущий инженер-конструктор

Россия, 236001, г. Калининград, Московский просп., 181

Список литературы

  1. Casaregola C. Electric Propulsion for Station Keeping and Electric Orbit Raising on Eutel-sat Platform // Joint Conference of 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe-Hyogo, Japan, July 4–10, 2015, IEPC-2015-97. 6 p.
  2. Выведение космического аппарата на геостационарную орбиту комбинированным методом / А. В. Яковлев, А. А. Внуков, Т. Н. Баландина и др. // Вестник СибГУ. 2016. Т. 17, № 3. С. 782–789.
  3. 30 Years of Electric Propulsion Flight Experience at Aerojet Rocketdyne / W. A. Hoskins, R. J. Cassady, R. Myers et al. // 33st International Electric Conference. The George Washington University, USA, October 6-10, 2013, IEPC-2013-439. 12 p.
  4. Overview of Electric Propulsion activity in Russia / N. A. Testoedov, L. A. Makridenko, N. N. Sevast’yanov, et al. // 30th International Electric Conference. Florence, Italy, Sept. 17–20, 2007, IEPC-2007-275. 16 p.
  5. Konstantinov M. The analysis of electric propulsion characteristics on efficiency of transport maneuvers // 30th International Electric Propulsion Conference. Florence, Italy, Sept. 17–20, 2007, IEPC-2007-212. 18 p.
  6. Obukhov V. A., Petukhov V. G., Popov G. A. Application of Stationary Plasma Thrusters for Spacecraft Insertion into the Geostationary Orbit // Proceedings of the International Astro-nautical Congress, IAC. Series “63rd International Astronautical Congress 2012, IAC 2012” 2012. P. 7569–7577.
  7. J. Gonzalez del Amo. European Space Agency Activities in Electric Propulsion // 33st International Electric Conference. The George Washington University, USA, October 6–10, 2013, IEPC-2013-37. 9 p.
  8. Ермошкин Ю. М., Волков Д. В., Якимов Е. Н. О концепции «полностью электрического космического аппарата» // Сибирский журнал науки и технологий. 2018. Т.19, № 3. C. 489–496.
  9. Trescott J. A., Horton J. F., Rapoport S. The Benefits of Continued Advances in the Propulsive Capability of the Electric GEO Communications Satellite // The 36th International Electric Propulsioin Conference, University of Vienna, Austria, Sept. 15–20, 2019, IEPC-2019-212. 10 p.
  10. Красильников А. Мощный телекоммуникационный «Экспресс-АМ5 // Новости космонавтики. 2014. № 2. С. 38–41.
  11. Красильников А. Трудный путь «Экспресса-АМ6 // Новости космонавтики. 2014. № 12. С. 42–45.
  12. Rueda P., Schneider A. Electra – a Flexible Full Electric Propulsion Platform for GEO Missions // Aerospace Europe Bulletin. 2019. P. 21–23.
  13. Bourguignon E., Fraselle S. Power Processing Unit Activities at Thales Alenia Space in Belgium // The 36th International Electric Propulsioin Conference. University of Vienna, Austria, Sept. 15–20, 2019, IEPC-2019-584. 8 p.
  14. Запуск космических аппаратов «Экспресс-103» и «Экспресс-80» [Электронный ресурс]. URL: https://www.roscosmos.ru/28882/ (дата обращения: 18.03.2021).
  15. Пат. 25866945 Российская Федерация. Способ выведения космического аппарата на геостационарную орбиту с использованием двигателей малой тяги / Доронкин М. Н., Бабанов А. А., Внуков А. А. и др. № 2014127670/11 ; заявл. 07.07.2014 ; опубл. 10.06.2016, Бюл. № 16, 10 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Грихин Г.С., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах