“天问一号”近火飞越应急轨控策略设计方法

摘要

针对探测器近火未制动飞越火星的应急工况,设计了相应的轨控策略。通过分析探测器近火飞越时的火星引力助推加速效果,以及飞越火星后轨道长期演化情况,提出了从轨控能量和等待时间两个维度开展策略设计的思路,设计了能量优化、时间优化、能量时间代价折中等分支下的多种策略,通过理论分析和仿真验证,量化比较了各策略的优缺点,得出能量优化和时间优化可以作为首选方案的结论。所设计的应急策略保障了首次火星探测任务近火捕获在可控情况下稳妥实施,相关的研究方法和结论能够为飞控决策和应急控制提供技术支持及量化参考,并可扩展至相似背景的其他行星探测任务中。