СЦЕНАРИЙ ЭКСПЕДИЦИИ
«ФОБОС-ГРУНТ» Осуществление проекта «Фобос-грунт» планируется в 2004(5) -2008 гг. Время запуска космического аппарата рассчитывается исходя из оптимальной даты его старта либо 20. 12. 2004 г., либо 05. 07. 2005 г. Выведение КА на опорную круговую орбиту высотой ~ 200 км с наклонением 51,8° будет осуществлено трехступенчатой ракетой-носителем среднего класса «Союз» первого этапа ее модернизации. Разгон аппарата с опорной орбиты искусственного спутника Земли (ИСЗ) и двух промежуточных на исходную гелиоцентрическую траекторию с асимптотической скоростью 1,58 км/с производится в течение 3-5 сут. при помощи собственного маршевого жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с тягой 6000 Н и удельной тягой 325 с, работающего на компонентах AT и гидразин, по схеме трехямпульсиого перехода КА. Этот же двигатель в дальнейшем используется для его торможения у Марса, коррекции орбиты искусственного спутника Марса (ИСМ) и выхода на орбиту Фобоса, а также старта возвращаемой ракеты (ВР) с возвращаемым аппаратом (ВА) и его перехода с околофобосной орбиты на траекторию полета к Земле. Идеология работы объединенной двигательной установки (ДУ) космического аппарата существенно улучшает его параметры по критерию массы полезной нагрузки. Таким образом, применение какого-либо автономного разгонного блока в ходе экспедиции «Фобос-грунт» не предусматривается. В рамках проекта рассмотрен и вариант применения комплекса двигательных установок с ЖРД тягой 20000 и 500 Н. Перед последним маневром КА от него отделяется блок сбрасываемых баков, С целью увеличения полезной массы космического аппарата он, помимо маршевого ЖРД оснащается электроракетной двигательной установкой, работающей на участке перелета Земля-Марс и отделяющейся от КА при его подходе к сфере действия Марса. После подхода аппарата к спутнику Марса операции по сближению орбитально-перелетного модуля (ОПМ) с Фобосом и посадке на его поверхность осуществляются при помощи координатных двигателей малой тяги (ДМТ), действующих на гидразине. Упомянутый ОПМ после взлета ВР остается на Фобосе и продолжает активную работу на его поверхности в течение не менее трех месяцев. Наконец, коррекции траектории ВА при его полете к Земле производятся посредством химических ДМТ, одновременно используемых для В ходе проектирования КА предусматриваются два варианта его перелета Земля-Марс. Время перелета в первом случае составляет 850 сут., включая два активных участка (с работающей ЭРДУ) протяженностью порядка 250 сут. каждый: во втором оно уменьшается до 450-500 сут., при этом два активных участка сливаются в один, а суммарное время работы ЭРДУ практически сохраняется прежним После двухимпульсного торможения
космического аппарата с использованием ЖРД КА
последовательно выходит сначала на
эллиптическую, а затем на круговую орбиту ИСМ
(орбиту наблюдения), отличающуюся от орбиты
Фобоса по полуоси примерно на 300 км. Суммарная
характеристическая скорость формирования
орбиты
|
|||
Тип РН | Cоюз ФГ | ||
Дата старта с Земли | 20 декабря 2004 года | ||
Асимптотическая скорость отлета от Земли | 1580 м/с | ||
Суммарная характеристическая скорость разгона с опорной орбиты ИСЗ | 3460 м/с , (1540+1070+850 м/с) | ||
Длительность перелета до Марса | 850 сут | ||
Количество активных участков работы ЭРДУ | 2 | ||
Суммарное время работы ЭРДУ | 450 сут | ||
Масса ксенона доя работы ЭРДУ . | 450 кг | ||
Дата прибытия к Марсу | 19 апреля 2007 | ||
Масса КА в сфере действия Марса | 1880 кг | ||
Асимптотическая скорость подлета к Марсу | 200-400 м/с | ||
Характеристическая скорость торможения на орбите наблюдения | 900 м/с , (700+200 м/с) | ||
Скорость коррекций орбиты ИСМ | 100(+/-)40 м/с | ||
Масса КА у Фобоса | 1250 кг | ||
Дата старта к Земле | июль-август 2007 года | ||
Характеристическая скорость разгона на траекторию перелета к Земле | 2590 м/с | ||
Количество коррекций на перелете Марс-Земля | 4-5 | ||
Суммарный импульс скорости коррекций на перелете Марс-Земля | 200-250 м/с | ||
Скорость входа в атмосферу Земли (без учета вращения атмосферы) | 11.56 км/с | ||
Длительность перелета до Земли | 285 суток | ||
Дата прибытия к Земле | апрель-июнь 2008 | ||
Электроракетная двигательная установка является одним из наиболее важных элементов комплекса, принципиально новым в практике межпланетных перелетов. На ЭРДУ возлагаются две важные задачи: перевод космического аппарата с исходной гелиоцентрической орбиты, сформированной при помощи ЖРД, на траекторию полета к Марсу и выравнивание скорости КА со скоростью Марса в момент подлета аппарата к сфере действия планеты. Такое сближение КА с планетой при малой (порядка 200-400 м/с) асимптотической его скорости позволяет |