Статья посвящена совершенствованию технологии бесконтактного удаления космического мусора, получившей название «Пастух с ионным лучом». Синтезирован закон управления, позволяющий поддерживать требуемое положение космического аппарата-пастуха относительно объекта космического мусора в плоскости орбиты за счет изменения тяги только одного компенсирующего электрореактивного двигателя в небольшом диапазоне относительно ее номинального значения. Для синтеза использован метод смешанной чувствительности, который позволил обеспечить необходимый компромисс между робастной устойчивостью, качеством и затратами на управление с учетом особенностей воздействий, передаваемых ионным лучом, внешних возмущений, неточности определения относительного положения, а также неидеальности реактивного исполнительного органа. Требования к синтезируемому регулятору заданы в частотной области с помощью выбранных весовых функций.

        Результаты синтеза подтверждены как с помощью формального критерия, основанного на понятии структурированных сингулярных чисел, так и путем компьютерного моделирования с использованием нелинейной математической модели, учитывающей широкий спектр орбитальных возмущений, действующих на систему. Закон управления обеспечивает движение космического аппарата-пастуха на небольшом расстоянии перед объектом космического мусора и эффективную передачу ему тормозящего импульса ионным лучом в фазе увода. Показано существенное преимущество предложенной модели управления с точки зрения расхода рабочего тела в сравнении с традиционным подходом, основанном на использовании гидразиновых реактивных двигателей. Это преимущество является одним из ключевых факторов при выборе управления вследствие значительной продолжительность фазы увода космического мусора.