Самарский исследователь разработал инновационный метод безопасной посадки на Марс без аварий

Новый математический закон, разработанный ученым из Самарского университета, предназначен для управления вращением космических аппаратов во время их спуска в марсианскую атмосферу. Применение этой методики позволит безопасно доставлять полезные грузы, такие как компактные марсоходы или научные приборы, на поверхность планеты. Результаты исследования опубликованы в издании «Мехатроника, автоматизация, управление».

Для успешной стабилизации вращательного движения космического аппарата перед раскрытием тормозных парашютов необходимо контролировать минимум пять параметров: три компоненты угловой скорости и два угла ориентации при спуске, поясняет автор исследования, заведующий кафедрой высшей математики Самарского университета Владислав Любимов. Он также отметил, что несимметричность конструкции аппарата может значительно влиять на эти показатели.

«В процессе спуска аппарата через атмосферу Марса наблюдается участок с неконтролируемым вращением. Малейшие силы, возникающие из-за небольшой асимметрии конструкции, способны привести к сбоям в работе тормозной системы», — рассказал Любимов.

В ответ на эту проблему ученый предложил новый математический закон, который сделает процесс спуска на Марс более прогнозируемым. Этот закон управления вращательной динамикой космических аппаратов с незначительной асимметрией в марсианской атмосфере обеспечивает стабилизацию по трём компонентам угловой скорости и двум углам ориентации, объяснил исследователь.

«Особенность нашего подхода заключается в его широкой универсальности по сравнению с ранее известными аналогами. При этом для создания закона использовалось меньше приближений в математическом моделировании, что повышает точность управления», — подчеркнул автор.

Работа опиралась на классические уравнения движения космических аппаратов, применение методов линеаризации нелинейных систем и традиционный способ оптимизации — динамическое программирование, добавил Любимов.