Methods of changing the halo orbit of the spacecraft in order to approach asteroids

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents possible options for changing the orbit of the spacecraft operating near the Sun-Earth libration point for the purpose of the close passage of asteroids approaching the Earth. Two methods of constructing transfer trajectories to one or more celestial bodies are proposed: transferring the spacecraft from the initial bounded orbit in the vicinity of the L2 Sun – Earth libration point to the required one in the same vicinity and taking it to the Earth along the trajectory of an unstable manifold. Examples are provided in which the asteroids Apophis and 1997 XF11 are chosen as targets, whose trajectories will pass near the spacecraft in 2029 and 2028, respectively. It is shown that under the existing fuel cost restrictions, the spacecraft can be redirected to the targeted asteroids by the proposed methods. According to the calculations, in all cases the spacecraft does not leave the near-Earth space and therefore, during or after the passage of the asteroid, it can be used in solving other scientific problems.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. V. Pupkov

Space Research Institute; Samara University

Author for correspondence.
Email: m.pupkov@iki.rssi.ru
Russian Federation, Moscow; Samara

N. A. Eismont

Space Research Institute

Email: m.pupkov@iki.rssi.ru
Russian Federation, Moscow

O. L. Starinova

Samara University

Email: m.pupkov@iki.rssi.ru
Russian Federation, Samara

K. S. Fedyaev

Space Research Institute

Email: m.pupkov@iki.rssi.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Dunham D.W., Farquhar R.W., Loucks M. et al. The 2014 Earth return of the ISEE-3/ICE spacecraft // Acta Astronautica. 2015. V. 110. P. 29–42. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2015.01.002
  2. Racca G., Laureijs R., Stagnaro L. et al. The Euclid mission design // Space Telescopes and Instrumentation 2016: Optical, Infrared, and Millimeter Wave. V. 9904. P. 1–23. https://doi.org/10.1117/12.2230762
  3. Gardner J., Mather J., Abbott R. et al. The James Webb Space Telescope Mission // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 2023. V. 135. Iss. 1048. P. 1–29. https://doi.org/10.1088/1538–3873/acd1b5
  4. Эйсмонт Н.А., Коваленко И.Д., Назаров В.Н. и др. Управление орбитальным движением и ориентацией космической обсерватории Спектр-Рентген-Гамма // Письма в астрономический журнал. 2020. Т. 46. № 4. С. 292–303. https://doi.org/10.31857/S0320010820040051
  5. Михайлов Е.А., Аксенов С.А., Заславский Г.С. и др. Методика расчета параметров серии “больших” коррекций траектории полета КА “Спектр-РГ” для улучшения его радиовидимости // Письма в астрономический журнал. 2022. Т. 48. № 1. С. 61–74. https://doi.org/10.31857/S0320010822010065
  6. Назиров Р.Р., Эйсмонт Н.А., Арефьев В.А. и др. Задачи разработки миссии “Спектр-Рентген-Гамма” // Косм. исслед. 2019. Т. 57. № 1. С. 74–80. https://doi.org/10.1134/S0023420619010072
  7. Аксенов С.А., Бобер С.А. Компьютерное моделирование движения космического аппарата в окрестности точки либрации L2 системы Солнце – Земля. М.: Изд. ЦНИИмаш, 2015.
  8. Шувалов В.В., Светцов В.В., Артемьева Н.А. и др. Астероид Апофис – оценка опасных последствий ударов подобных тел // Астрономический вестник. 2017. Т. 51. № 1. С. 51–66. https://doi.org/10.7868/S0320930X17010042
  9. Yeomans D.K., Barriot J.-P., Dunham D.W. et al. Estimating the Mass of Asteroid 253 Mathilde from Tracking Data During the NEAR Flyby // Science. 1998. V. 278. Iss. 5346. P. 2106–2109. https://doi.org/10.1126/science.278.5346.2106
  10. Овчинников М.Ю. Введение в динамику космического полета. М.: Изд. МФТИ, 2016.
  11. Hechler M., Cobos J. Herschel, Planck and Gaia Orbit Design // Proc. Conf. Libration Point Orbits and Applications. 2003. P. 115–135. https://doi.org/10.1142/9789812704849_0006

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Simulated trajectory of the SRG observatory

Download (289KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Trajectories of the SRG observatory and the Apophis asteroid

Download (201KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Scheme of the flight of the SRG spacecraft to the asteroid Apophis: a) movement before the moment of meeting the asteroid, b) movement before and after the flyby of the asteroid

Download (362KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Trajectories of the SRG observatory and the asteroid 1997 XF11

Download (197KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Scheme of the flight of the SRG spacecraft to the asteroid 1997 XF11: a) movement before the moment of meeting with the asteroid, b) movement before and after the flyby of the asteroid

Download (376KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Example of trajectories of unstable manifold

Download (273KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Scheme of the multi-impulse flight of the SRG spacecraft to the asteroid Apophis

Download (209KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Flight diagram of the SRG observatory to Apophis after the flyby of asteroid 1997 XF11

Download (198KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».