地月Halo与DRO支持的往返月球任务轨道

• 作者: 曾豪 李朝玉 徐瑞 郝平 彭坤
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 平动点三体轨道 往返轨迹 初值问题 混合优化
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 飞行器设计与力学|Flight Vehicle Design and Mechanics
• 页码范围: 1483-1492
• 页数: 10页
• 分类号: V412.4+1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2021.12.001

摘要

面向未来载人月球与深空探测任务需求,针对地月系统中低能往返环月轨道与平动点轨道的转移设计问题进行研究,在不同三体轨道下系统分析了环月轨道变化对任务飞行时间与燃料消耗等关键参数的影响,并提出月球往返轨道初值猜想搜索策略.为解决设计变量初值敏感性问题,结合空间不变流形与目标平动点轨道构型特性,采用微分修正算法快速构造初始转移轨迹.在同时考虑近月点与燃料最优转移多约束条件下,通过多重配点打靶法与序列二次规划算法对环月轨道与平动点轨道间往返轨迹进一步研究,并推导了约束方程的梯度公式提高计算效率.为分析往返轨道特性与验证设计策略的有效性,针对不同环月轨道倾角、三体轨道幅值等参数变化与转移时间、燃耗的关系进行分析,设计结果对探月飞行器近月空间部署往返轨道设计及参数选取具有重要的参考意义.