Введение к работе
Актуальность проблемы. Исследование астероидов и комет, а также околосолнечного пространства необходимо для формирования целостной научной картины образования и развития Солнечной системы. Промышленное освоение астероидов для нужд строительства крупногабаритных конструкций в космосе весьма перспективно. Среди космических аппаратов (КА), которые предполагается использовать для этих целей, очень привлекательным является аппарат с солнечным парусом (СП), разработка и проектирование которого активно ведется в настоящее время. Основное преимущество КА с СП перед другими аппаратами - это практически неистощимая энергетика, которая дает возможность использовать КА с СП для многоцелевых и долгосрочных программ. Создание таких программ должно основываться па расчетах оптимальных стратегий перелетов к заданным целям, а также на методах отбора наиболее подходящих целей. Базой для таких расчетов являются теоретически обоснованные методики оптимизации перелетов, методы определения возможностей КА с СП выполнить поставленные задачи.
Целью диссертационного исследования является разработка методов расчета оптимальных и квазиоптимальных траекторий перелетов КА с СП к малым телам Солнечной системы, а также методов отбора тел, наиболее быстро достижимых, теоретическое обоснование и сопоставление методов, аналитическая оптимизация управления в упрощенных моделях движения, вычисление минимальных времен перелета к конкретным астероидам и кометам.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые приближенно решена задача синтеза оптимального управления для слабоупра-вляемых систем в случае, когда заданные функционал и ограничение являются терминальными. Дан метод, основанный на трехмерной интерполяции, для отбора наиболее быстродостижимых целей полета для КА с СП, аналитически решены две новые задачи оптимального по быстродействию управления перемещением материальной точки, проведена оценка степени неоптимальности локально оптимального упра-
вления в задачах наибыстрейшего достижения астероидов.
Научная и практическая ценность работы. Полученные результаты могут быть использованы для решения теоретических и прикладных задач оптимального управления, для разработки многоцелевых программ исследования астероидов и комет с помощью КА с СП, для анализа возможностей КА с СП выполнить задачи просмотра и исследования конкретных малых тел Солнечной системы.
Результаты могут быть использованы в ИПМ им. М.В.Келдыша РАН, ИПМ РАН, НПО "Машиностроение", НПО "Энергия", ИПУ РАН, МГУ им. М.В.Ломоносова и др.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на: XXIX, XXX, XXXI Чтениях К.Э. Циолковского (сентябрь 1994, 1995, 1996, г.Калуга), II Международной конференции "Математические алгоритмы" (26 июня — 1 июля 1995, г. Нижний Новгород ), Конференции по методу малого параметра "Тихонов-90" (июль 1996, г.Обнинск), II Симпозиуме по небесной и классической механике (август 1996, г.Великие Луки), Всероссийской конференции с международным участием "Наблюдения естественных и искусственных тел Солнечной системы" (ноябрь 1996, С.-Петербург), а также на спецсеминарах по общим проблемам управления в ИПМ РАН (рук. акад. Ф.Л.Черноусько), по механике космического полетав МГУ (рук. проф. В.А.Егоров, проф. В.В.Белецкий и др.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав основного текста, двух приложений, заключения и списка цитируемой литературы. Объем диссертации составляет 137 страниц текста, набранного в издательской системе LATEX.