Доплеровские системы посадки космических модулей на Луну и планеты солнечной системы

Обеспечение мягкой посадки космических аппаратов (КА) на поверхность Луны и планет солнечной системы предполагает использование бортовой системы управления, снабжаемой информацией о составляющих вектора скорости КА, его текущей высоте, а также об угловых отклонениях системы координат, связанной с КА, от нормальной системы. Указанные параметры движения КА измеряются с помощью многолучевых систем, включающих в свой состав доплеровские измерители скорости, фазовый дальномер и построитель радиовертикали. Такие измерители могут дополняться, радиовысотомером с широкой диаграммой направленности антенны (ДНА), работающим на дине волны порядка 7 см. Большинство доплеровских измерителей скорости и дальности (ДИСД) работают на длине волны 2-3 см. В то же время использование миллиметрового диапазона представляется достаточно перспективным, что позволит повысить чувствительность сенсора к изменениям скорости КА, уменьшить угловую ширину ДНА при тех же размерах антенной апертуры, снизить погрешности измерений. Существует два типа ДИСД. В первом из них используется частотно-модулированный зондирующий сигнал с индексом модуляции порядка единицы. Во втором, излучаемый сигнал состоит обычно из трех или четырех гармоник. Определение скорости КА в обоих измерителях производится по величине доплеровского смещения эхо-сигнала, а дальности (высоты) – по разности фаз второй гармоники модуляции эхо-сигнала относительно аналогичной гармоники сигнала передатчика (первый тип) или по разности фаз гармоник эхо-сигнала (второй тип). Очевидно, что измерение скорости, высоты и углового положения КА относительно местной вертикали должно выполняться с высокой точностью порядка 1-2% для измерителей скорости и дальности (высоты) и 20 – для радиовертикали. Как показывает анализ методических ошибок ДИСД (смещения, флуктуационных и динамических), указанные точности вполне достижимы. Кроме того, величины методических погрешностей обоих типов ДИСД оказываются практически одинаковыми. В связи с этим решение вопроса о выборе того или иного типы прибора определяется, прежде всего, простотой и стоимостью практической реализации, а также наличием опыта в их разработке и летных испытаниях. В настоящее время ДИСД первого типа, предназначенный для установки на спускаемый КА по проекту «Фобос-Грунт», уже прошел этапы разработки и летных испытаний.