Орбита


Для снижения нагрузки на систему активного охлаждения телескопа обсерватории «Миллиметрон» и обеспечения беспрецедентно высокого углового разрешения, ее орбита размещается в районе точки либрации L2 системы Солнце − Земля, отстоящей от Земли на расстояние 1.5 млн. км в сторону, противоположную Солнцу.Выведение космического аппарата (КА) предполагается с помощью ракеты-носителя тяжелого класса.

Программа полета КА «Спектр-М» последовательно делится на 3 этапа:

  • Вывод КА на промежуточную орбиту

  • Перелет КА в район точки либрации L2
  • Поддержание рабочей орбиты для научных наблюдений.

Проектирование баллистического обеспечения полета проводилось в Баллистическом центре ИПМ им. М.В. Келдыша РАН.Расчеты проведены в предположении идеальной навигации и абсолютно точного исполнения маневров. На данном этапе разработки проекта «Спектр-М» (обсерватория «Миллиметрон») принята одноимпульсная схема выведения КА на рабочую орбиту.

Параметры варианта гало-орбиты в районе точки L2:>

  • максимальный выход КА из плоскости эклиптики - 910 тыс. км;

  • период гало-орбиты - 180 суток;

Для представления траектории движения КА относительно точки L2 введена в рассмотрение вращающаяся с течением времени прямоугольная правая система координат (СК) LXYZ. В каждый текущий момент времени центр этой СК (точка L) совпадает с точкой L2, ось Х направлена на центр масс Солнца, ось Z перпендикулярна плоскости эклиптики и направлена в сторону Северного полюса мира.

Интерактивная модель орбиты (нажмите VIEW)

Рисунок 1- Предварительная схема перелета КА в точку L2 системы Солнце-Земля

Рисунок 2- Проекция траектории перелета по гало-орбите на плоскость XY вращающейся СК (начало координат в точке L2, размерность-тыс.км).

Рисунок 3- Проекция траектории перелета по гало-орбите на плоскость XZ вращающейся СК (начало координат в точке L2, размерность-тыс.км).

Рисунок 4- Проекция траектории перелета по гало-орбите на плоскость YZ вращающейся СК (начало координат в точке L2, размерность-тыс.км).

При малых отклонениях параметров орбиты от требуемых значений, КА быстро удаляется от опорной орбиты (рис.1) в силу ее неустойчивости. Поэтому движение КА в окрестности опорной траектории будет поддерживаться с помощью активной системы управления путем периодического проведения коррекции параметров траектории. Для поддержания орбиты КА вокруг неустойчивой точки L2 в течение года степенью потребуется провести около 8-10 коррекций с суммарным значением приращения характеристикой скорости порядка 10м/с. С учетом неизбежных погрешностей выдачи корректирующего импульса и знания положения КА на условно-периодической траектории вокруг точки L2 системы Солнце-Земля, можно считать, что коррекция траектории следует делать примерно 12-18 раз в течение года полета. Для оценки базы интерферометра при наблюдениях объектов с Земли и КА приведен график положения КА на небесной сфере в эклиптических инерциальных координатах (рисунок 5).

Рисунок 5 - Направление вектора «Земля-КА».