本文關(guān)鍵詞：月球探測(cè)器低能量返回軌道問(wèn)題研究

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【摘要】：基于中國(guó)嫦娥探月工程的背景,考慮到基于二體問(wèn)題的傳統(tǒng)月地轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射成本高,有效載荷較小等問(wèn)題。論文研究了借助太陽(yáng)引力由月球返回地球的低能軌道的設(shè)計(jì)策略。論文首先基于圓形限制性三體問(wèn)題設(shè)計(jì)月地返回標(biāo)稱軌道,在此基礎(chǔ)上在四體模型下研究更加精確,具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值的月地低能返回軌道策略。為在不影響精度情況下快速簡(jiǎn)便的分析月地低能返回軌道特性,研究首先將日、地、月、航天器四體系統(tǒng)分拆為日、地、航天器和地、月、航天器兩個(gè)三體系統(tǒng),并選擇共線平動(dòng)點(diǎn)Halo軌道上的不變流形作為軌道轉(zhuǎn)移通道。在此基礎(chǔ)上分析了一種改進(jìn)Richardson結(jié)果的Halo軌道三階近似解析解,求取了日地系和地月系下Halo軌道衍生的各支穩(wěn)定流形和不穩(wěn)定流形,并詳細(xì)的分析了Halo軌道與不變流形的關(guān)系,給出了一種快速計(jì)算不變流形的算法。其后,在三體問(wèn)題下研究了借助太陽(yáng)引力的月地返回軌道逃逸通道的唯一性;指出了對(duì)于從月球駐泊軌道出發(fā),返回地球的近地軌道的月地轉(zhuǎn)移策略,其對(duì)應(yīng)的LL2點(diǎn)Halo軌道振幅和EL1、EL2點(diǎn)Halo軌道振幅的范圍。研究了地月相位與流形在Poincaré截面相交關(guān)系,限定了設(shè)計(jì)月地低能返回軌道的月地相位的范圍。在此基礎(chǔ)上,提出了構(gòu)建基于不變流形而能夠穿越平動(dòng)點(diǎn)周期軌道面的穿越軌道的思路,設(shè)計(jì)了基于穿越軌道的月地轉(zhuǎn)移方案,說(shuō)明了穿越軌道可以通過(guò)改變初狀態(tài)內(nèi)單矢量生成的原理。在三體問(wèn)題的框架下發(fā)現(xiàn)了一類經(jīng)EL1點(diǎn)或EL2點(diǎn)返回,可以在拼接截面零速度增量變軌,較Hohnmman變軌節(jié)省20%能量的軌道。最后,以三體問(wèn)題下給出的月地低能返回軌道為標(biāo)稱軌道,在基于星歷的限制性四體問(wèn)題下,利用Gauss偽譜法優(yōu)化了有再入約束的月地低能返回軌道,提供了具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值的結(jié)論。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V412.41

【相似文獻(xiàn)】

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1 沈紅新;周建平;彭祺擘;李海陽(yáng);;載人登月定點(diǎn)返回軌道設(shè)計(jì)與特性分析[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2012年09期

2 侯錫云;趙玉暉;劉林;;月球探測(cè)中的無(wú)動(dòng)力返回軌道[J];天文學(xué)報(bào);2012年04期

3 周亮;胡軍;;基于雙曲線B平面參數(shù)的快速微分修正月地返回軌道精確設(shè)計(jì)[J];航天控制;2012年06期

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7 張磊;于登云;張q，

本文編號(hào)：1240299