Динамика и навигация космических аппаратов в сложных гравитационных полях

Исследовательский проект нацелен на разработку аналитических и численных методов проектирования траекторий и навигации космических аппаратов (КА) в сложных гравитационных полях: вблизи точек либрации систем трех тел, вокруг Луны, астероидов и других небесных тел с сильно нерегулярным гравитационным полем (в том числе на этапах сближения и посадки на такие тела), а также при перелетах между различными системами трех тел. В частности, планируется разработать и программно реализовать регулярную методику, позволяющую проектировать орбиты с заданными динамическими и геометрическими свойствами – устойчивость, видимость с одного из небесных тел, освещенность, причем как в рамках модели задачи трех тел, так и в высокоточной модели движения, использующей эфемериды планет и спутников, а также включающей силы негравитационной природы. Другой важной задачей, решаемой в проекте, является разработка и верификация динамических моделей и алгоритмов навигации при движении КА вокруг небесных тел неправильной формы – астероидов, комет. Создаваемые алгоритмы должны быть полностью автономными и опираться только на оптическую информацию и данные лазерной дальнометрии. Фундаментальная значимость затрагиваемой проблемы в рамках аналитической механики и теории управления обусловлена неинтегрируемостью соответствующих динамических систем и, зачастую, их хаотическим поведением. Это существенно затрудняет разработку регулярных методов проектирования и оптимизации траекторий с заданными характеристиками, а также методов космической навигации (сюда традиционно относят процедуры определения орбиты и ее коррекции). Актуальность исследуемой проблемы является очевидным следствием ее прикладного значения для проектирования перспективных космических миссий к Луне и малым телам Солнечной системы. Создаваемый научно-технологический задел может служить фундаментальной основой для работ в рамках Федеральной космической программы России.