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考虑月球升交点黄经的地月低能转移轨道

中国空间科学技术 2009年第4期29卷 13-20,27页

作者：卢松涛赵育善北京航空航天大学宇航学院北京100191

地月转移轨道研究的基本模型主要是限制性二体模型和限制性三体模型。在限制性三体建模下,基于轨道分类理论的地月脉冲变轨比传统的霍曼变轨节省了更多的燃料(至少13%以上)。单独的"地球-月球-飞行器"的限制性三体问题无法应用轨道分类... 详细信息

地月转移轨道研究的基本模型主要是限制性二体模型和限制性三体模型。在限制性三体建模下,基于轨道分类理论的地月脉冲变轨比传统的霍曼变轨节省了更多的燃料(至少13%以上)。单独的"地球-月球-飞行器"的限制性三体问题无法应用轨道分类的理论进行轨道设计,必须加入太阳。文章考虑了月球升交点赤经、黄白交角,以及正确的地月系统稳定流形的方向,整个"太阳-地球-月球-飞行器"系统拆分为"地球-月球-飞行器"的平面圆型限制性三体问题,和"太阳-地球-飞行器"三维圆型限制性三体问题进行分析,并利用Matlab仿真验证了方案的可行性。

关键词：转移轨道计算三体问题升交点黄经月球探索航天器

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IPS转移轨道设计技术

宇航学报 2009年第1期30卷 72-81页

作者：李明涛郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080 中国科学院研究生院北京100049

行星际高速公路(IPS)在未来深空探测中有着重要作用,转移轨道设计技术是IPS设计理论的关键技术之一。在系统综述和总结前人研究成果的基础上,首先分析了IPS的理论基础,然后从不变流形理论出发,研究了IPS转移轨道设计问题,重点分析了不... 详细信息

行星际高速公路(IPS)在未来深空探测中有着重要作用,转移轨道设计技术是IPS设计理论的关键技术之一。在系统综述和总结前人研究成果的基础上,首先分析了IPS的理论基础,然后从不变流形理论出发,研究了IPS转移轨道设计问题,重点分析了不变流形与出发天体停泊轨道不能相交的情况下,转移轨道的设计与优化方法。最后将IPS返回轨道分解为大气层外飞行段和大气层内飞行段分别优化,讨论了IPS返回转移轨道设计问题。

关键词：行星际高速公路转移轨道不变流形三体问题

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Halo轨道族延拓方法及特性研究

中国空间科学技术 2013年第1期33卷 30-36页

作者：刘磊刘勇曹建峰唐歌实胡松杰航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094

对Halo轨道周期和运动范围等特性的研究是平动点任务设计的首要前提。针对大幅值Halo轨道和完整Halo轨道族的应用需求及其数值计算问题,面向当前应用广泛的地月系和日-地月系共线平动点,基于延拓法研究了圆型限制性三体问题下的Halo轨... 详细信息

对Halo轨道周期和运动范围等特性的研究是平动点任务设计的首要前提。针对大幅值Halo轨道和完整Halo轨道族的应用需求及其数值计算问题,面向当前应用广泛的地月系和日-地月系共线平动点,基于延拓法研究了圆型限制性三体问题下的Halo轨道族数值计算和运动学特性,给出了Halo轨道族延拓计算方法。数值仿真了族参数选择对轨道族计算的影响,得到了地月系和日-地月系共线平动点的大范围南北Halo轨道族,同时给出了轨道族的轨道周期变化和空间位置变化特性。研究结果表明,固定延拓步长下,L1点Halo轨道族应选择会合坐标系x坐标作为族参数,L2点Halo轨道族应选择y方向速度或者周期T作为族参数。方法适用于任意三体系统平动点的周期轨道族计算,特别是对其中的状态转移矩阵简单修改后可用于完整力模型下的Halo轨道(族)的数值设计。

关键词：三体问题平动点晕轨道延拓法轨道设计深空探测

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非开普勒轨道动力学与控制

宇航学报 2009年第1期30卷 47-53,71页

作者：李俊峰龚胜平清华大学航天航空学院北京100084

主要讨论非开普勒轨道与传统开普勒轨道的异同点,试图归纳非开普勒轨道面临的动力学与控制新问题。从设计的角度出发,给出了非开普勒轨道的定义。针对目前讨论较多的几种非开普勒轨道,总结了研究这些轨道将会面临的新问题和难题。最后,... 详细信息

主要讨论非开普勒轨道与传统开普勒轨道的异同点,试图归纳非开普勒轨道面临的动力学与控制新问题。从设计的角度出发,给出了非开普勒轨道的定义。针对目前讨论较多的几种非开普勒轨道,总结了研究这些轨道将会面临的新问题和难题。最后,讨论了非开普勒轨道的应用。

关键词：非开普勒轨道太阳帆三体问题

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月球探测中的无动力返回轨道

天文学报 2012年第4期53卷 308-318页

作者：侯锡云赵玉晖刘林南京大学天文与空间科学学院南京210093 南京大学空间环境与航天动力学研究所南京210093 北京航天飞行与控制指挥中心北京100094

首先在平面圆型限制性三体问题模型下给出了白道面内4种类型的对称无动力返回轨道,之后针对其中较实用的一种,考虑了其在白道面内的非对称情形,并探讨了其三维情形及近月、近地的轨道倾角限制.最后给出了地-月系真实引力模型下无动力返... 详细信息

首先在平面圆型限制性三体问题模型下给出了白道面内4种类型的对称无动力返回轨道,之后针对其中较实用的一种,考虑了其在白道面内的非对称情形,并探讨了其三维情形及近月、近地的轨道倾角限制.最后给出了地-月系真实引力模型下无动力返回轨道的设计方法和相应算例.

关键词：天体力学三体问题限制性问题方法数值

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基于不变流形的登月轨道设计

应用数学和力学 2007年第2期28卷 183-190页

作者：龚胜平李俊峰宝音贺西高云峰清华大学航天航空学院北京110084

研究了基于三体问题的不变流形设计低成本登月轨道的问题.考虑了黄道面和白道面之间夹角不为零的三维情况,将太阳_地球_月亮_卫星组成的四体问题分解成由太阳_地球_卫星和地球_月亮_卫星组成的非共面的两个限制三体问题.给出了这两个三... 详细信息

研究了基于三体问题的不变流形设计低成本登月轨道的问题.考虑了黄道面和白道面之间夹角不为零的三维情况,将太阳_地球_月亮_卫星组成的四体问题分解成由太阳_地球_卫星和地球_月亮_卫星组成的非共面的两个限制三体问题.给出了这两个三体系统Halo轨道不变流形与两轨道面相交处进行小的变轨来设计低成本探月轨道的一般方法.比较结果表明用该方法设计的轨道比传统的Hohmann变轨节省约20%的燃料.从轨道能量的角度分析了用流形设计轨道比Hohmann变轨节省燃料的原因,并给出了理论表达式.该方法对于深空探测轨道设计的能量分析具有普遍的适用性,可为设计提供一个选择参数的标准.

关键词：三体问题 Lagrange点 Halo轨道不变流形登月轨道

基于A*算法的摄动Lambert同伦迭代方法

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航空学报 2024年

作者：谢聪杨震梁彦刚国防科技大学空天科学学院国防科技大学空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室

摄动Lambert问题是航天器交会对接、在轨维修等任务的基础问题。由于摄动Lambert问题没有解析解，仅能通过迭代计算得出数值解，因此现有方法主要针对迭代收敛性与计算效率进行改进。本文在现有同伦迭代的基础上，引入通用图搜索A*算法... 详细信息

摄动Lambert问题是航天器交会对接、在轨维修等任务的基础问题。由于摄动Lambert问题没有解析解，仅能通过迭代计算得出数值解，因此现有方法主要针对迭代收敛性与计算效率进行改进。本文在现有同伦迭代的基础上，引入通用图搜索A*算法思想，提出了剪枝同伦迭代方法。首先，将当前末位置偏差到初速度增益的状态转移矩阵梯度方向与目标方向结合得到迭代方向，设计了基于A*算法的同伦映射；其次，基于泰勒展开设计了线性摄动矩阵，实现了对末位置发散路径的剪枝，解决了牛顿打靶法、拟线性化等传统方法无法排除初速度发散的无效迭代问题。仿真结果表明，本方法在保证获得最优解的同时较现有同伦法提升25%以上的计算效率，具有更大的收敛范围；同时本方法具有良好的初值收敛特性，地月三体系统轨道转移案例较拟线性化方法提升30%以上计算效率。

关键词：摄动Lambert问题同伦迭代法轨道转移 A*算法三体问题

定点在日-地(月)系L1点附近的探测器的发射及维持

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天文学报 2007年第3期48卷 364-373页

作者：侯锡云刘林南京大学天文系南京210093 南京大学空间环境与航天动力学研究所南京210093

在限制性三体问题中共线平动点附近的运动虽然是不稳定的,但可以是有条件稳定的,该动力学特征使得一些有特殊目的的探测器只需消耗较少的能量即可定点在这些点附近(如ISEE-3、SOHO).以日-地(月)系的L1点为例,根据其附近的运动特征,探讨... 详细信息

在限制性三体问题中共线平动点附近的运动虽然是不稳定的,但可以是有条件稳定的,该动力学特征使得一些有特殊目的的探测器只需消耗较少的能量即可定点在这些点附近(如ISEE-3、SOHO).以日-地(月)系的L1点为例,根据其附近的运动特征,探讨定点探测器的发射与轨道控制问题,给出了相应的数值模拟结果,为工程上的实现提供理论依据.

关键词：天体力学三体问题天体力学限制性问题天体力学轨道计算和定轨

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变质量天体运动

天文学进展 1992年第1期10卷 32-37页

作者：陈黎郑学塘北京师范大学天文系华东工学院应用物理系

本文主要介绍变质量二体问题和三体问题的研究情况,并就它们的应用提出了初步看法。

关键词：天体二体问题三体问题变质量