载人登月绕月自由返回轨道与窗口精确快速设计

摘要

针对载人登月任务背景及工程约束,提出一种轨道与窗口一体化设计方法.通过两次坐标转化,将自由返回轨道设计参数解耦为近月点独立变量.在双二体假设下,通过4段二体轨道拼接完成自由返回轨道初值快速搜索及匹配近地停泊轨道(LEO)面的月窗口,其结果作为下一步采用序列二次规划(SQP)迭代求解高精度动力学模型轨道参数的初值,在该条精确轨道近月点时刻90 min邻域内产生可以匹配LEO地月转移入轨相位的零窗口轨道.算例表明,该流程能够精确快速地完成具有复杂任务背景及苛刻工程要求的载人登月绕月自由返回轨道与窗口设计问题.