Estabilidad de un Módulo de Aterrizaje de Asteroide Flexible con Control de Aterrizaje
Autores: Yan, Weifeng; Feng, Ruoyu; Baoyin, Hexi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estabilidad de un Módulo de Aterrizaje de Asteroide Flexible con Control de Aterrizaje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aterrizaje
Asteroides
Módulo de aterrizaje flexible
Estabilidad
Dinámica
Modelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El aterrizaje estable en asteroides tiene un valor científico y económico considerable, pero está acompañado de enormes dificultades. Este documento propone un nuevo módulo de aterrizaje flexible adecuado para asteroides con microgravedad y superficie accidentada. Se introduce el modelo de gravedad con la red neuronal artificial y el modelo de superficie con el método de armónicos esféricos para establecer el entorno dinámico del asteroide objetivo. Se elaboran la dinámica flexible con el modelo de shell discreto, la colisión con el modelo de resorte-amortiguador y la fricción viscosa deslizante, y el acoplamiento rígido con el método de estabilización de violación de restricciones para el módulo de aterrizaje. Combinando el modelo del asteroide con la dinámica del módulo de aterrizaje, se presenta un escenario de aterrizaje exitoso del módulo. Se estudia la estabilidad de aterrizaje del módulo en la fase final de contacto no controlado a través de simulaciones masivas. Se encuentra que condiciones de contacto razonables pueden mejorar en gran medida la estabilidad de aterrizaje, y el módulo puede lograr un aterrizaje estable en el asteroide bajo una condición de contacto particular sin control. También se discute la comparación del módulo de aterrizaje flexible con el módulo rígido. Se concluye que el módulo de aterrizaje flexible tiene una mayor adaptabilidad y un menor riesgo en el aterrizaje en asteroides. Además, se proponen y prueban el controlador de actitud y el controlador de posición para la fase de descenso del módulo.
Descripción
El aterrizaje estable en asteroides tiene un valor científico y económico considerable, pero está acompañado de enormes dificultades. Este documento propone un nuevo módulo de aterrizaje flexible adecuado para asteroides con microgravedad y superficie accidentada. Se introduce el modelo de gravedad con la red neuronal artificial y el modelo de superficie con el método de armónicos esféricos para establecer el entorno dinámico del asteroide objetivo. Se elaboran la dinámica flexible con el modelo de shell discreto, la colisión con el modelo de resorte-amortiguador y la fricción viscosa deslizante, y el acoplamiento rígido con el método de estabilización de violación de restricciones para el módulo de aterrizaje. Combinando el modelo del asteroide con la dinámica del módulo de aterrizaje, se presenta un escenario de aterrizaje exitoso del módulo. Se estudia la estabilidad de aterrizaje del módulo en la fase final de contacto no controlado a través de simulaciones masivas. Se encuentra que condiciones de contacto razonables pueden mejorar en gran medida la estabilidad de aterrizaje, y el módulo puede lograr un aterrizaje estable en el asteroide bajo una condición de contacto particular sin control. También se discute la comparación del módulo de aterrizaje flexible con el módulo rígido. Se concluye que el módulo de aterrizaje flexible tiene una mayor adaptabilidad y un menor riesgo en el aterrizaje en asteroides. Además, se proponen y prueban el controlador de actitud y el controlador de posición para la fase de descenso del módulo.