基于不变流形的地月L2点Halo轨道转移轨道设计.pdf

《基于不变流形的地月L2点Halo轨道转移轨道设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第２２卷第６期载人航天Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．６２０１６年１２月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＤｅｃ．２０１６基于不变流形的地月Ｌ２点Ｈａｌｏ轨道转移轨道设计１２１１１１彭坤，李明涛，王平，田林，果琳丽，杨雷（１．中国空间技术研究院载人航天总体部，北京１０００９４；２．中国科学院空间科学与应用研究中心，北京１００１９０）摘要：针对Ｈａｌｏ轨道转移轨道设计不易收敛的问题，结合月球探测背景，分析了地月Ｌ２点Ｈａｌｏ轨道及其不变流形可靠近月球的运动轨迹特性，给出基于二分法的先粗选后精选的零消耗转移轨道搜索方法并研究得出Ｈａ

2、ｌｏ轨道全相位点入轨的零消耗转移轨道不超过２条，提出一种最小ｘ轴约束的近月点终止条件和自适应退步搜索的改进微分修正算法，对Ｈａｌｏ轨道全相位点入轨的转移轨道设计进行求解。仿真结果表明，该改进微分修正算法收敛速度快，能有效避免奇异，且适应性强，能搜索出全相位点入轨的所有转移轨道。关键词：月球探测；平动点；Ｈａｌｏ轨道；不变流形；转移轨道中图分类号：Ｖ４１２?４文献标识码：Ａ文章编号：１６７４⁃５８２５（２０１６）０６⁃０６７３⁃０７ＴｒａｎｓｆｅｒＴｒａｊｅｃｔｏｒｙＤｅｓｉｇｎｆｏｒＥＭＬ２ＨａｌｏＯｒｂｉｔＢａｓ

3、ｅｄｏｎＩｎｖａｒｉａｎｔＭａｎｉｆｏｌｄｓ１２１１１１ＰＥＮＧＫｕｎ，ＬＩＭｉｎｇｔａｏ，ＷＡＮＧＰｉｎｇ，ＴＩＡＮＬｉｎ，ＧＵＯＬｉｎｌｉ，ＹＡＮＧＬｅｉ（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒｆｏｒＳｐａｃｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１

4、９０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｃｏｐｅｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｄｅｓｉｇｎｆｏｒＨａｌｏｏｒｂｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ，ａｎｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｌｕｎａｒｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＨａｌｏｏｒｂｉｔａｒｏｕｎｄＥａｒｔｈ⁃ＭｏｏｎＬ２ｐｏｉｎｔａｎｄｉｔｓｉｎｖａｒｉａｎｔｍａｎｉｆｏｌｄｓｔｈａｔｃａｎｒｅａｃｈｔｈｅｍｏｏｎｗｅｒｅ

5、ａｎａ⁃ｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎａｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｂｉｓｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｄｅｓｉｇｎｚｅｒｏｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｔｒａｊｅｃ⁃ｔｏｒｙｆｏｒｔｈｅＨａｌｏｏｒｂｉｔｗａｓｇｉｖｅｎａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｚｅｒｏｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｆｏｒａｌｌｐｈａｓｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｗａｓｎｏｍｏｒｅｔｈａｎｔｗｏ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｃｌｕｄ

6、ｉｎｇｔｈｅｐｅｒｉｌｕｎｅｔｅｒｍｉｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｉｔｈｍｉｎｉｍｕｍｘ⁃ａｘｉｓｃｏｎｓｔｒａｉｎｔａｎｄａｄａｐｔｉｖｅｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇｓｅａｒｃｈｓｔｒａｔｅｇｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｔｒａｎｓｆｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｆｏｒａｌｌｐｈａｓｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｏｆｔｈｅＨａｌｏｏｒｂｉｔ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｆａｓｔｃｏｎｖｅｒｇ

7、ｅｎｃｅｓｐｅｅｄａｎｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｖｏｉｄｔｈｅｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙ，ｍｏｒｅｏｖｅｒｉｔｈａｓｓｔｒｏｎｇａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃａｎｓｅａｒｃｈｏｕｔｔｒａｎｓｆｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｆｏｒａｌｌｐｈａｓｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｏｆｔｈｅＨａｌｏｏｒｂｉｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｕｎａｒｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；ｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｏｉｎｔ；Ｈａｌｏｏｒｂｉｔ；ｉｎｖａｒｉａｎｔｍａｎｉｆｏｌｄｓ；ｔｒａｎｓｆｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ［１］持，由于资金原因最终计划取消，但

8、该方案为１引言月球背面探测任务的测控通信方案提供了一种思近年来，随着月球探测热潮的兴起，地月系统路；也有学者提出可以将登月航天器停泊在Ｌ２点（简称ＥＭＬ２点）附近的Ｈａｌｏ轨道逐渐受到ＥＭＬ２点附近Ｈａｌｏ轨道，航天员在航天器上遥控［２］航天界的重视。早在阿波罗任务时期，Ｆａｒｑｕｈａｒ着陆月面的机器人进行探测。对于后者，往往就提出在ＥＭＬ２点附近Ｈａｌｏ轨