Попов Александр Викторович

Рассмотрены различные варианты возникновения нештатных ситуаций с участием космической тросовой системы небольшой длины при неуправляемом развёртывании. Как правило, их причиной является скачкообразное изменение силы натяжения троса. Это приводит, в зависимости от силы рывка, или к отскоку концевых тел и возвратному их движению с опасностью взаимного столкновения, или к разрыву тросовой системы с последующим независимым движением концевых тел. Кроме того, причинами нештатных ситуаций могут быть столкновения троса с микрометеоритами или объектами космического мусора, что с большой вероятностью приведёт к внезапному обрыву.  На примерах проанализировано развитие описанных ситуаций и показано отсутствие столкновения в случаях опасного сближения концевых тел. В потенциально опасных ситуациях предложено внести конструктивные меры для повышения безопасности неуправляемого развёртывания связки. Используются аналитические и численные методы решения задачи движения после разделения. Используется аналитическое решение задачи одновременного движения двух тел на орбите для получения информации о расстоянии между ними в процессе движения. Численное решение использует модель тросовой системы в виде цепочки весомых материальных точек, соединённых вязкоупругими связями. В модели присутствуют концевые твёрдые тела, моделируется наличие концевых демпферов трения, учитываются влияние не сферичности Земли и сопротивление атмосферы. При помощи численного решения найдено множество траекторий и показаны случаи опасного сближения концевых тел. Для таких случаев предлагается использовать участки троса с регулируемой силой разрыва. Представлены формы и траектории движения образующихся тросовых систем. Методики, использованные в данной статье применимы при планировании и обосновании безопасности полётов космических аппаратов с неуправляемым развёртыванием космических тросовых систем.