О р д е н а Л е н и н а ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ имени М.В.Келдыша Р о с с и й с к о й а к а д е м и и н а у к У.В. Монахова, Д.С. Иванов Формирование роя наноспутников с помощью децентрализованного аэродинамического управления с учетом коммуникационных ограничений Москва-2018 Монахова У.В., Иванов Д.С. Формирование роя наноспутников с помощью децентрализованного аэродинамического управления с учетом коммуникационных ограничений В работе рассматривается проблема построения роя наноспутников сразу после их отделения от ракеты-носителя. Роем называется конфигурация множества спутников, движущихся по произвольным, но ограниченным относительным траекториям. В работе предложено децентрализованное управление с использованием силы аэродинамического сопротивления для устранения относительного дрейфа между спутниками в рое. Принимаются во внимание коммуникационные возможности аппаратов, ограничивающие размер области, в которой аппараты обладают информацией об относительном движении других спутников, и максимальное допустимое число аппаратов, информация о движении для которых может быть доступна. Изучается эффект разделения роя на несколько независимых групп, который рассматривается как нарушение целостности роя и является нежелательным. Этот эффект зависит от размера коммуникационной области, начальных условий и правил для управления. Исследуются предельные значения этих параметров для двадцати 3U-кубсатов (унифицированные спутники в форме прямоугольного параллелепипеда с размерами 10см x 10см x 30см). Ключевые слова: рой наноспутников, децентрализованное управление, аэродинамическая сила U. Monakhova, D. Ivanov Swarm of nanosatellites deployment by decentralized aerodynamic drag control with communicational constraints The paper considers a problem of satellites swarm deployment immediately after their separation from the bus launcher. During the separation, an error in the ejection velocity is inevitable. It results in a slightly different orbital period of the satellites, so they gradually move apart along the orbit and the relative trajectories become unbounded. The differential drag-based control is considered. Each satellite is informed about the relative motion of other satellites inside certain communication area. The purpose of the control is to eliminate the relative drift between neighbor satellites. The corresponding decentralized control algorithm is developed in the paper. The clustering effect which occurs when the swarm is divided into several groups is studied. This effect depends on size of the communication area, initial conditions and control parameters. Boundary values of these parameters for twenty 3U-CubeSats swarm are investigated.

No abstract

A decentralized control algorithm for the construction of a tetrahedral configuration using differential lift and drag forces is proposed in this paper. Four 3U CubeSats launched in LEO are considered. Satellite attitude-controlled motion relative to the incoming airflow provides the required differential forces in order to change the relative translational motion. The developed control algorithm allows one to track the relative reference trajectories for the satellites at the vertices of the tetrahedron of the required shape and size. The influence of the initial launch conditions on the controlled tetrahedral motion is studied in this paper.

No abstract

No abstract