Старовойтов Евгений Игоревич

C. 81-105

С. 155-168

Для замены ручных лазерных дальномеров на борту транспортных космических аппаратов разрабатывается лазерный дальномер-скоростемер (ЛСДК). С использованием обобщенной функции эффективности была выполнена оценка характеристик ЛСДК, показывающая, что ЛСДК имеет наибольшую эффективность по сравнению с существующими аналогами. В результате анализа зависимости точности измерения скорости и надежности лазерного источника ЛСДК получены множества Парето, позволяющие осуществить оптимизацию режима работы прибора. Проведены энергетические расчеты для дальности измерений 5 км по космическому комплексу со сложной конфигурацией типа Международной космической станции. Рассмотрено использование геометрического фактора для защиты фотоприемного устройства от перегрузки при засветке близкорасположенного уголкового отражателя. Представлены результаты оценки эффективности с использованием обобщенной функции для лазерных источников разных типов, которые могут быть использованы в ЛСДК.

Цель работы состоит в исследовании и поиске способов повышения надежности бортовых лазерных локационных систем (ЛЛС), применяемых для управления сближением и спуском космических аппаратов (КА). Сделан анализ основных факторов, оказывающих влияние на надежность ЛЛС. Основное допущение состоит в том, что ресурс твердотельных лазеров определяется количеством импульсов диодов накачки. Исследовано влияние на вероятность безотказной работы ЛЛС частоты повторения зондирующих импульсов, зависимой от погрешности измерения скорости сближения и дальности между КА. Выполнена количественная оценка повышения вероятности безотказной работы за счет применения разработанных способов обнаружения пассивного КА с использованием ЛЛС без оптико-механического сканирования.

В работе представлены исторические аспекты развития и принципы построения бортовых лазерных локационных систем, предназначенных для управления сближением и стыковкой космических аппаратов. Описаны образцы аппаратуры, прошедшие летные испытания на борту космических аппаратов и нереализованные проекты отечественных и иностранных разработчиков, а также используемые ответные оптические устройства. Раскрыты основные принципы работы и представлены фотографии бортовых лазерных локационных систем космических аппаратов. Дается характеристика современного уровня развития бортовых лазерных локационных систем и перспектив их развития в ближайшем будущем.

Цель работы состоит в анализе возможностей и выборе лазерных источников для бортовых лазерных локационных систем (ЛЛС) космических аппаратов (КА), предназначенных для локации по диффузно отраженному сигналу и по уголковым отражателям (УО). Приведены характеристики полупроводниковых, твердотельных и волоконных лазеров. Выполнена энергетическая оценка дальности бортовых ЛЛС в импульсном и непрерывном режиме излучения с использованием лазеров разных типов. Показано, что увеличение дальности ЛЛС по диффузно отраженному сигналу до 10 километров обеспечивается с использованием волоконных лазеров, а для дальности более 10 километров уже необходим переход на твердотельные лазеры. Проведена оценка влияния параметров УО на дальность ЛЛС. Полученные в работе результаты могут использоваться при разработке бортовых ЛЛС для перспективных КА.

Цель работы состоит в оптимизации параметров бортовых лазерных локационных систем (ЛЛС) для управления сближением и стыковкой космических аппаратов. Выполнен системный анализ факторов, которые необходимо учитывать при разработке ЛЛС. Авторами разработана программа для ЭВМ, предназначенная для моделирования характеристик ЛЛС при разных значениях их параметров. Решена задача многокритериальной оптимизации параметров бортовых ЛЛС по критериям максимальной дальности и безопасной дистанции наблюдения. Использование Парето-оптимизации позволяет получить множество решений, из которых разработчик аппаратуры может выбирать наиболее приемлемые для технической реализации.