Использование электроракетных двигателей для реализации режима движения ИСЗ с малым уровнем микроускорений

Исследован режим трехосной гравитационной ориентации искусственного спутника Земли, предназначенного для проведения экспериментов в области микрогравитации. По массово-инерционным и геометрическим характеристикам спутник близок космическим кораблям «Прогресс» и «Фотон». Рассмотрены два варианта режима – пассивный (неуправляемый) и активный (управляемый). Управление вращательным движением спутника в активном варианте обеспечивается электроракетными двигателями малой тяги. Для обоих вариантов проверено выполнение двух условий: обеспечения низкого уровня остаточных микроускорений и устойчивости (сохранение основных свойств движения на продолжительном интервале времени, слабая зависимость от ошибок выставки начальных условий). Проверка проводилась посредством математического моделирования вращательного движения спутника под действием четырех внешних механических моментов - гравитационного, аэродинамического, управляющего и момента с постоянными компонентами в связанной со спутником системе координат. Показано, что пассивный вариант обеспечивает малый уровень микроускорений, но неустойчив относительно ошибок в задании начальных условий ориентированного движения. Активный вариант устойчив и обеспечивает малый уровень микроускорений. Наиболее экономичным оказалось чередование обоих вариантов, в котором двигатели включаются на несколько часов через каждые 3–5 сут для гашения возникающего возмущенного движения.