火星气动捕获进入走廊初步分析

摘要

深空探测任务中,使探测器既节省燃料又快速准确地进入目标轨道是捕获轨道设计的重点,气动捕获是一个有效途径.以火星探测任务为背景,对气动捕获进入走廊进行初步研究.首先,给出气动捕获满足的约束条件,建立纵向平面内的气动捕获段动力学模型.然后,根据线性系统摄动理论推导系统初末状态之间的关系.为了使研究结果更具有效性和参考性,利用美国火星全球勘测者(MGS)的相关数据,研究气动捕获进入走廊.结果表明,火星探测采用气动捕获的入轨方式难度较大,进入走廊宽度只有约2°;采用线性化理论近似求解火星气动捕获进入走廊是一种可行方法,并能给出初末时刻的简单线性关系,求解快速方便,为精确求解提供参考和基础.