Предполагаемый сценарий миссии « Венер а»

© ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина». 2008

Предполагаемый сценарий Предполагаемый сценарий миссии миссии ««ВенерВенера»а»

В.А. Воронцов, М.Б. Мартынов,А.В. Симонов, И.В. Ломакин

© ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина»

Характеристики перелета Земля - Венера

2

Параметр ЗначениеСтарт с Земли

Дата старта 6 декабря 2016 годаОтлетная асимптотическая скорость 3.316 км/сСклонение вектора асимптотической скорости 28.63°Высота опорной орбиты ИСЗСкорость разгона с опорной орбиты ИСЗ 3.715 км/с

Межпланетный перелетДлительность перелета 162 сутокУгловая дальность перелета 194.30°Большая полуось 0.859 а. е.Эксцентриситет 0.1544Наклонение 0.85°Долгота восходящего узла 6.65°Аргумент перигелия 263.84°Истинная аномалия в момент старта с Земли 164.32°Истинная аномалия в момент прилета к астероиду 358.62°

Подлет к ВенереДата прилета 16 мая 2017 годаПодлетная асимптотическая скорость 2.725 км/сСклонение вектора асимптотической скорости 5.95°Скорость торможения (выхода на ОИСВ) 0.567 км/сВысота перицентра начальной орбиты 300 кмВысота апоцентра начальной орбиты 60000 кмПериод начальной орбиты 2 сутокСуммарные затраты скорости на перелет 4.461 км/с

07.10.2008 Венера-Д


РН «Союз-2»

3

•Начальная масса ГБ 7750 кг;

•Сухая масса РБ 1050 кг;

•Заправка РБ 5350 кг;

•Масса топлива, необходимого для выведения на гиперболическую отлетную траекторию 5282 кг;

•Дополнительная масса топлива для компенсации ошибок РНи для реализации отлетного участка во всем диапазоне дат старта 40 кг (8 кг);(резерв топлива, остающегося в баках)

•Масса КА на перелетной орбите 1350 кг;

•Масса топлива, необходимого для коррекциимежпланетного участка траектории 44 кг;

•Масса топлива, необходимого для выхода на начальную орбиту вокруг Венеры 270 кг;

•Масса КА на начальной орбите 1080 кг.

07.10.2008 Венера-Д


РН «Зенит-2SLB

4

•Начальная масса ГБ 12000 кг;

•Сухая масса РБ (основной бак + СББ) (1100 + 400) кг;

•Заправка РБ (основной бак + СББ) (5500 + 3000) кг;•Масса топлива, необходимого для выведения на гиперболическую отлетную траекторию 8035 кг;

•Дополнительная масса топлива для компенсации ошибок РН и для реализации отлетного участка во всем диапазоне дат старта (резерв топлива, остающегося в баках) 96 кг (360 кг);

•Масса КА на перелетной орбите 2000 кг;•Масса топлива, необходимого для коррекции межпланетного участка траектории 65 кг;•Масса топлива, необходимого для выхода на начальную орбиту вокруг Венеры 458 кг;•Масса КА на начальной орбите 1540 кг.

07.10.2008 Венера-Д


Схема межпланетного участка траектории

5

-1.2 -0.8 -0.4 0 0.4 0 .8 1 .2X а.е.

-1.2

-0.8

-0.4

0

0.4

0.8

1.2

Y

а.е.

О рбитыЗем ляВ енераП ерелет

Старт06.12.16

Прилет16.05.17

07.10.2008 Венера-Д


Изменение расстояний во время перелета

6

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Время экспедиции, сут.

0

40

80

120

160

Дал

ьнос

ть, м

лн. к

м

Д а льн о стиКА - ЗемляЗем ля - В енераКА - СолнцеКА - Венера

07.10.2008 Венера-Д


Изменение углов во время перелета

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Время экспедиции, сут

0

40

80

120

160

200Уг

ол, г

рад

У глыС олнце - КА - ЗемляС олнце - КА - В енераС олнце - Венера - ЗемляС олнце - Зем ля - КАС олнце - Венера - КА

07.10.20087 Венера-Д


Спускаемый аппарат вариант 1

07.10.20088 Венера-Д


Схема спуска и дрейфа в атмосфере

9 07.10.2008 Венера-Д


Спускаемый аппарат вариант 2

07.10.200810 Венера-Д


Схема спуска и дрейфа в атмосфере

11 07.10.2008 Венера-Д


1. Аэростатный зонд, действующий на высоте 55 км (время активного существования 4 сут, масса научной аппаратуры около 5 кг);

2. Аэростатный зонд, дрейфующий на высоте 30-40 км (время активного существования 4 сут, масса научной аппаратуры около 5 кг);

3. Планирующий зонд с большим временем активного существования (~ I мес) и массой научной аппаратуры не менее 20 кг, высота полета 45-50 км.

Дрейфующие в атмосфере Венеры зонды

12


Распределение зональной компоненты ветра по высоте

13


Гондола ПАС «Вега»

14


Материал оболочки

15


Орбитальный КАНаименование параметра Величина

Параметры режима ориентации и стабилизации :• Угловая скорость стабилизации• Стабилизационное отклонение относительно программного положения• Стабилизационное отклонение относительно программного положения на участке связи

0,005 град/сек 1 град

0,5 град

Частотный диапазон радиолинии:• передача• прием

8,4 ГГц7,2 ГГц

Мощность передатчика: 50 ВтОшибка траекторных измерений (3 б):• Дальности• Скорости

Не более 20 мНе более 0,5 мм/с

Энергопотребление платформы 150 ВтСрок активного существования 5 летМасса БМ НАВИГАТОР-М 195 кгМасса ДУ 175 кгМаксимальная заправка 1000 кг

Орбитальный КА представляет собой модификацию перелетного модуля (ПМ) программы «Фобос-Грунт».После адаптации под программу «Венера», космический аппарат позволит выполнить весь комплекс орбитальных исследований.

07.10.200816 Венера-Д


Маршевая двигательная установка (МДУ)

Наименование параметра ВеличинаТяга в режиме большой тяги 2016 кгсСоотношение компонентов 1,95….2,05Компоненты топлива АТ + НДМТУдельная тяга в режиме большой тяги 331 сМасса маршевой двигательной установкиМаксимальная масса топлива 5600 кг

07.10.200817 Венера-Д


Проблемы проектирования пас «Вега"1. Проблема выбора положения СН относительно оболочки (снизу - сверху)

2. Проблема увода ВП от A33. Проблема расхождения ПАС с СН на ПВА, выбор балласта4. Проблема размещения A3 в конструкции СА5. Выбор материала оболочки ПАС (H2SO4 - и не только)6. Обеспечение герметичности оболочки (утечки...)7. Выбор площади ПВА (q- развертывания)!8. Выбор высоты дрейфа и места ввода9. Выбор подъемного газа и способа наполнения (из

баллонов)10. Количество баллонов, размещения11. Давление, запас газа, разбросы12. Проведение испытаний оболочки на герметичность13. «Ложки» на оболочке ПАС14. Испытания в AT, а/х оболочки в связке с ПС15. «Распассивация»16. Выбор источников питания (2 суток, вес)17. Выбор величины избыточного давления18. Радиопрозрачность оболочки. Выбор длины фала

18


Проблемы проектирования пас «Вега"18. Межполюсная связь 19. Наполнение "Рукав", выбор времени наполнения (210 сек) и

увязка с циклограммой20. Обеспечение беспрерывной связи (интерферометрия, пункты

связи)21. Завязка схемы эксперимента22. Моделирование при ВИ и СИ (штатные параметры) 55 кг на

Венере для давления 1 атм.23. Технология изготовления оболочки

• нанесение клея• варить или клеить• количество полотнищ

24. Укладка• оболочки (+ хранение)• гондолы в контейнере A3

25. Схема развертывания26. Получение (подбор ?) термооптических характеристик (, )27. Заделка полюсов...28. Объем испытаний

• автономные• наземные• ВИ, СИ• корабль (катер)• проблема привязного аэростата

19


Наименование проекта

Срок запускаЗадачи Состав технических средств

1 2 3

«Венера-Д»2016 г.

Космический комплекс для исследования Венеры, включающий в себя: орбитальный аппарат, аэростаты, спускаемые аппараты с комплексом научных приборов для мониторинга атмосферы и поверхности с целью решения проблем теплового баланса, суперротации, парникового эффекта, эволюции атмосферы, поиска вулканов, измерению химического состава атмосферы и, поверхности, получению изображений поверхности, измерение сейсмики.

-Орбитальный аппарат -Аэростаты (1-2)-Спускаемый аппарат-Долгоживущая станция на поверхности

«Венера - Р» Космический комплекс, обеспечивающий: проведение длительных исследований с помощью орбитального аппарата с радиолокационными измерениями с высоким разрешением и проведение с помощью долгоживущих модулей измерений химического состава атмосферы Венеры, съемку поверхности на этапе спуска, определение минерального состава, определение мест посадки для долгоживущих станций.

-орбитальный аппарат с радиолокационным комплексом-долгоживущий модуль -атмосферный зонд

«Венера-Л» Космический комплекс, обеспечивающий: проведение детальных исследований с помощью сети из нескольких долгоживущих лабораторий на поверхности с забором и исследованием образцов атмосферы и грунта планеты, метео и сейсмологические наблюдения.

-орбитальный аппарат -долгоживущие лаборатории-устройства забора образцов атмосферы и грунта

Концепция построения программы исследования Венеры И технические средства для реализации

(Предложения в ФКП до 2020 года.)

20


Этап работ

Фаза A:Техническое предложение

Фаза B:Эскизный проект. ТЗ на космический комплекс. Разработка планаиспытаний и плана обеспечения надежности

Фаза CВыпуск методик наземных испытанийРазработка и выпуск ТЗ на стенды. Создание испытательныхстендовРазработка и выпуск рабочей и эксплуатационной документации наКАРазработка и выпуск рабочей и эксплуатационной документации наЦПНИ и НКУ

Фаза D:Изготовление деталей и агрегатов для наземной отработки.Корректировка рабочей документацииИзготовление и сборка изделия ВДИПроведение вибро-динамических испытанийИзготовление и сборка изделия ТИПроведение тепловых испытаний изделия ТИПроведение отработки ПАО БВК на комплексном стендеИзготовление и сборка изделия ЭРТИПроведение электрических испытаний изделия ЭРТИКорректировка КД по результатам наземной отработки. Разработкапрограммы ЛИ и программы научных экспер-овДоработка изделия ЭРТИ по результатам наземных испытаний.Проведение дополнительных испытанийИзготовление и сборка штатного изделияПроведение испытаний штатного изделияПодготовка к запуску на космодроме

Фаза E:ЗапускПроведение ЛИ и выполнение программы научных экспериментов

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 22010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

21

Documents

Предполагаемый сценарий миссии « Венер а»