ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ КОМБІНОВАНОГО МЕТОДУ ОЧИЩЕННЯ НАВКОЛОЗЕМНОГО ПРОСТОРУ ВІД ВЕЛИКОГАБАРИТНОГО КОСМІЧНОГО СМІТТЯ

Рубрика: 
Моніторинг космічного простору і космічне сміття
Дpонь, ММ, Голубек, ОВ, Дреус, АЮ, Дубовик, ЛГ
Косм. наука технол. 2019, 25 ;(6):61-69
https://doi.org/10.15407/knit2019.06.061
Язык публикации: Російська
Аннотация: 
Роботу присвячено проблемі космічного сміття, яке є серйозною загрозою для діяльності людини у навколоземному космічному просторі. Виконано короткий огляд відомих технічних засобів і технологій для видалення космічного сміття з низьких навколоземних орбіт. На сьогоднішній день основними шляхами боротьби з техногенним забрудненням навколоземного простору є використання активних і пасивних методів відведення космічного сміття з навколоземних орбіт. Активні методи дозволяють забезпечити відведення в гарантовані терміни, але потребують значних енергетичних витрат. Пасивні методи більш економічні, проте досить тривалий процес відведення може не задовольняти вимоги міжнародної конвенції зі зменшення космічного забруднення. У роботі розглянуто новий комбінований метод відведення великогабаритного сміття у щільні шари атмосфери Землі, де воно припинить своє існування. Даний метод передбачає спільне використання активного засобу — реактивної рухової установки і пасивного засобу — аеродинамічного парусного пристрою. Представлено концепцію використання комбінованого методу і зроблено теоретичну оцінку ефективності його використання для очищення навколоземного простору, визначено область його ефективного застосування. Така область складає від 700 до 2500 км в залежності від балістичного коефіцієнту. За критерій ефективності запропоновано розглядати відносне відхилення маси компонентів палива, необхідних для забезпечення відведення. Показано доцільність та перспективність застосування комбінованого методу відведення. Результати роботи мають практичне значення для техніко-економічного обґрунтування і розробки заходів з використання комбінованого методу очищення низьких навколоземних орбіт від елементів великогабаритного космічного сміття.
Ключевые слова: забруднення навколоземного простору, комбінований метод очищення космічного простору, космічне сміття
Повний текст (PDF)
References: 
1. Golubek A. V., Dron N. M., Dubovik L. G., Poliakov N. V. (2018). Optimization of energy costs with combinedremoval of space debris objects from low near-earth orbits. Aviation technology and technology, 7 (151), 5—11 [in Russian].
2. Dron M. M, Dubovik L. G, Golubek O. V., Dreus A. Yu., et al. (2019). Systems of removal of space objects from low near-Earth orbits. Dnipro: LIRA [in Ukranian].
3. Dron N. М., Horolsky P. G., Dubovik L.G. (2014). Ways of reduction of technogenic pollution of the near-earth space. Scientific Bulletin of National Mining University, 3, 125—130 [in Russian].
4. Svorobin D. S., Fokov A. A., Khoroshylov S. V. (2018). Analysis of the feasibility of using an aerodynamic compensator for contactless removal of space debris. Aerospace engineering and technology, 6, 4—11.
5. Alpatov A., Khoroshylov S., Bombardelli C. (2018). Relative control of an ion beam shepherd satellite using the impulse compensation thruster. Acta Astronautica, 151, 543—554.
6. Bondarenko S., Dreus A., Lysenko K. (2018). The investigation of thermal and gas dynamic processes in the combustion chamber of the rocket engine using slurry fuel, Proc. of the Inst. of Mech. Eng., Part G: J. of Aerosp. Eng., 232(10), 1903—1910.
7. Byers M., Byers C. (2017). Toxic splash: Russian rocket stages dropped in Arctic waters raise health, environmental and legal concerns. Polar Record, 53(6), 580—591.
8. Chopra C., Chandra R. (2018). Small Satellite Deorbital System using Magnetic Field Controlled Plasma. SpaceOps Conferences. Marseille, France, 28 May — 1 June 2018.
9. Degtyarev A., Kushnar›ov O., Baranov E., Osinovyy G., Lysenko Y., Kaliapin M. (2018). Yuzhnoye State Design Office and Space Debris Removal. SpaceOps Conferences. Marseille, France, 28 May — 1 June 2018.
10. DeLuca L.T., Lavagna M., Maggi F., Tadini P., Pardini C., Anselmo L., Grassi M., Tancredi U., Francesconi A., Pavarin D., Branz F., Chiesa S., Viola N. (2014). Large Debris Removal Mission in LEO based on Hybrid Propulsion. The Journal of Aerospace Science, Technology and Systems, 93 (1/2), 51—58.
11. Dosogn e T., Beaumet G., Delmas F. (2018). SPOT 5 End-of-Life. SpaceOps Conferences. Marseille, France, 28 May — 1 June 2018.
12. Dron’ M., Golubek A., Dubovik L., Dreus A., Heti K. (2019). Analysis of ballistic aspects in the combined method for removing space objects from the nearearth orbits. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/5 (98).
13. Guerra G., Muresan A. C., Nordqvist K. G., Brissaud A., Naciri N., Luo L. (2017). Active Space Debris Removal System. Incas Bulletin, 9(2), 97—116.
14. Kelly P. W., Bevilacqua R., Mazal L., Erwin R. S. (2018). TugSat: Removing Space Debris from Geostationary Orbits Using Solar Sails. Journal of Spacecraft and Rockets, 55(2), 437—450.
15. Khoroshylov S. (2019). Out-of-plane relative control of an ion beam shepherd satellite using yaw attitude deviations. Acta Astronautica, 164, 254—261.
16. Labutkina T. V., Larin V. O., Belikov V. A. (2018). “Wornout net” model for analysis of conflicts in a multitude of orbital objects. Proc. 69th International Conference IAC- 18, A6.2. Bremen, Germany, 1—5 October.
17. Makihara K., Takahashi R. (2015). Survivability Evaluation of Electrodynamic Tethers Considering Dynamic Fracture in Space-Debris Impact. Journal of Spacecraft and Rockets, 53(1), 209—216.
18. Mej a-Kaiser M. (2010). Removal of hazardous space debris. Space Safety Regulations and Standards, 371—382.
19. Scharring S., Wilken J., Eckel H. A. (2016). Laserbased removal of irregularly shaped space debris. Optical Engineering, 56(1), 011007.
20. Schaub H., Jasper L. E., Anderson P. V., McKnight D. S. (2015). Cost and risk assessment for spacecraft operation decisions caused by the space debris environment. Acta Astronautica, 113, 66—79.
21. Shan M., Guo J., Gil E. (2016). Review and comparison of active space debris capturing and removal methods, Progress in Aerospace Sciences, 80, 18—32.
22. Trushlyakov V., Lempert D., Yuan-Jie Shu. (2017). Energetic Compositions Application for the Reduction of the Environmental Pollution Because of Space Vehicle Launches. Eurasian Chemico-Technological J., 19, 239—244.
23. W eedena B. C. (2016). The Evolution of U.S. National Policy for Addressing the Threat of Space Debris. Proc. 67 th International Astronautical Congress (IAC). Guadalajara, Mexico, 26—30 September 2016. IAC-16-A6.8.3.
24. Yemets V., Dron M., Yemets T., Kostrisyn O. (2015). The infinite Staging Rocket — A progress to Realization. Proc. 66th International Conference IAC-15, D2.7.7. Jerusalem, Israel, 12—16 October, 2015, 1—7.
25. Yemets V., Harkness P., Dron M., Pashkov A., Worral K., Middleton M. (2018). Autophage Engines: Toward a Throttleable Solid Motor. Journal of Spacecraft and Rockets, 55(4), 984—992.