Расчет и исследование пространственно-временных характеристик рубежей атаки астероидов орбитальными средствами

Развитие работ по борьбе с астероидной опасностью требует построения и исследования областей космического пространства, перемещаясь в которых космические аппараты-перехватчики могут воздействовать на астероиды. В предлагаемой статье такие области названы рубежами атаки, пространственно-временные характеристики которых зависят от параметров орбит астероидов, а также фазовых координат узловых точек. В указанных точках происходит пересечение траекторией движения астероидов и плоскостей орбит космических аппаратов-перехватчиков. В случае воздействия космических аппаратов-перехватчиков на астероиды в узловых точках особую значимость приобретает исследование пространственно-временных характеристик рубежей атаки с учетом ограничений на относительные скорости сближения астероидов и космических аппаратов-перехватчиков. Для этого предлагается построить и проанализировать соответствующие зоны обратной досягаемости.
В состав разработанного комплекса моделей включена имитационная модель, с использованием которой генерируются случайные углы между проекциями векторов скоростей астероидов на плоскости орбит космических аппаратов-перехватчиков и текущими направлениями на годографы векторов их скоростей в узловых точках, а также аналитическая модель оценивания пространственно-временных характеристик рубежей атаки астероидов, задаваемых радиусами их наружных и внутренних границ и используемых для определенных значений соответствующих аргументов широт и времени прибытия космических аппаратов-перехватчиков в узловые точки.
Апробация разработанных моделей и исследование соответствующих характеристик рубежей атаки проведена в ходе вычислительных экспериментов по двухцикловому моделированию величин углов между проекциями векторов скоростей астероидов на плоскости орбит космических аппаратов-перехватчиков и текущими направлениями на годографы векторов их скоростей в узловых точках. Полученные результаты позволили провести верификацию и валидацию разработанных моделей, на основе чего был сделан вывод о требуемой степени их адекватности. Также предложена процедура оценивания параметров рубежей атаки, зависящих как от значений аргументов широт космических аппаратов-перехватчиков, так и высот их полета над поверхностью Земли. При этом обоснован подход к оцениванию пространственно-временных характеристик рубежей атаки астероидов космическими аппаратами-перехватчиками для любых внутриплоскостных параметров их орбит.