Проблема выбора орбит ИСЗ с длительным временем существования не является новой, она всегда была актуальной, однако в последние годы эта проблема приобрела большую актуальность из-за того, что существенно повысился ресурс бортовых приборов и бортовой энергетики. Теперь необходимое время существования орбит измеряется не годами, а десятилетиями. Это заставило произвести переоценку ценностей и вернуться к рассмотрению факторов, влияющих на длительность времени существования.

Полученное в классической работе М.Л. Лидова [1961] решение для спутникового варианта двукратно- осредненной ограниченной задачи трех тел содержат необходимые, но не достаточные рекомендации для решения этой задачи.

Численные эксперименты в рамках ретроспективного анализа времени существования спутников "Прогноз", запущенных на высокоапогейные орбиты в 1972 - 1995, показали существенное влияние некоторых факторов, которые лежат вне полученного Лидовым решения. Так, например, для орбиты "Прогноз-6" с начальным значением высоты апогея (перигея) 197 900 км (498 км) и датой старта 22.09.1977 время существования составляло около 40 лет. Численный расчет эволюции под влиянием гравитационных возмущений от Луны и Солнца для гипотетического варианта орбиты "Прогноз-6" с измененной ровно на один год датой старта (1978) и фиксированными значениями всех остальных начальных условий дает время существования более 500 лет. А гипотетический перенос запуска на 1988 год привел бы ко времени баллистического существования не более 7 лет. Здесь дело в эволюции орбиты Луны (которая, сохраняя постоянное наклонение к плоскости эклиптики около 5.5, прецессирует с периодом 18.6 года). Отличие упомянутых орбит с разными датами старта состоит в начальном значении углового расстояния между линиями узлов орбиты спутника и орбиты Луны на плоскости эклиптики.

Это привело к необходимости создания инструментов для анализа эволюции орбит с учетом дополнительных факторов. Использование для этих исследований численных методов решения полной системы дифференциальных уравнений требует очень больших затрат машинного времени на той технике, которой мы располагаем на сегодняшний день. Расчет эволюции орбиты высокоапогейного спутника с учетом влияния Луны и Солнца на 10 лет требует около 50 мин машинного времени.

Задача состоит в том, чтобы разработать алгоритм, основанный на имеющихся аналитических решениях, полученных М.Л. Лидвым в предположении об отсутствии эволюции орбиты возмущающего тела. Мы предлагаем алгоритм, использующий эволюцию по Лидову в качестве невозмущенного движения, а прецессию орбиты Луны - в качестве возмущающего фактора.

В докладе обсуждаются различные аспекты разработки этого алгоритма и первые результаты его использования.

Фотографии