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
наблюдения - около 900 м/с. Последовательное сближение аппарата с Фобосом до 40-70 км осуществляется путем движения КА по квазисинхронным орбитам, при этом проводятся астронавигационные и траекторные измерения и одновременно дистанционные научные наблюдения Марса и Фобоса. После причаливания аппарата к Фобосу и посадки на него проводится комплекс прямых измерений различных параметров на поверхности спутника, включая автономный забор образцов грунта при помощи специального устройства с глубины до 1,5 м, а затем через 1-3 сут. старт ВР и разгон ВА на траекторию полета к Земле. Время перелета к ней составит 9-10 месяцев: 4-5 коррекций траектории обеспечат заданные условия входа возвращаемого аппарата в атмосферу Земли, его аэродинамическое торможение и посадку капсулы с грунтом в заданном районе. Начальная масса КА на опорной орбите ИСЗ составляет 7250 кг; масса топлива, расходуемого до отделения сбрасываемых баков, -4060 кг. Основные проектно-баллистические характеристики экспедиции при первом ее варианте таковы:

 

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

<<<назад      главная     вперед>>>



Сайт управляется системой uCoz