共振引力辅助轨道的设计方法及应用

摘要

在二体意义下,研究了探测器通过同一借力行星多次借力的共振引力辅助轨道的设计方法.通过两个引力辅助变量和引力辅助前后探测器的速度之间所满足的关系,在引力辅助坐标系下解析地推导了共振引力辅助轨道成立的充要条件.当利用共振引力辅助轨道设计燃料最优轨道时,给出了通过穷举法进行遍历计算的方法.遍历计算时,离散事件时间点、引力辅助变量、可选探测目标等,求解一系列Lambert问题,以探测器所需要的总脉冲为指标进行搜索燃料最优轨道.作为算例分别给出了从地球出发以"金星-地球-地球"的引力辅助序列探测木星和彗星的最优轨道设计结果,通过对比分析表明本文所用方法的正确性、有效性和高效性.