木卫四探测任务转移轨迹状态序列搜索与优化

作     者：井泉 李明涛 王有亮 

作者机构：中国科学院国家空间科学中心 中国科学院大学 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070401[理学-天体物理] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：中国科学院青年创新促进会(2022146) 

主　　题：木星系统 木卫四探测 轨道优化设计 引力辅助 共振引力辅助 

摘      要：针对使用图形化分析方法在设计木卫四环绕任务转移轨道时人工参与度高的问题，提出了基于图形化分析的转移轨道状态序列搜索算法。通过对图形性质以及共振引力辅助的分析，归纳出轨道状态的变化模式，进而提出迭代求解状态转移序列的搜索算法。对木卫四环绕任务转移轨道进行仿真，结果表明方法可以快速高效获得多个转移序列；对得到的序列求解对应的转移轨道，结果表明探测器可以在2.13年内消耗2.108 km/s的速度增量实现从初始环木大椭圆轨道到木卫四环绕轨道的转移，比其他方法得到的转移序列节省约100-200 m/s的速度增量以及约1年的转移时间。本文提出的方法解决了在使用图形化分析方法时人工参与度高的问题。