行星际Halo轨道转移的多目标优化设计

摘要

研究了星历约束下不同太阳—行星系统Halo轨道间转移的多目标优化设计问题.分析了直接和间接两种转移方式的特点,并引入伪流形技术加快了Halo轨道的逃逸和捕获速度.构建了两种转移机制的多目标优化模型.对于直接转移方式,采用伪流形双向拼接策略实现了转移轨道的构建;对于间接转移方式,通过近拱点庞加莱映射与双曲超速匹配完成了转移轨道的拼接.进一步,采用多项式样条函数对伪流形进行逼近,提高了伪流形的计算效率.两种转移机制的轨道优化设计都可以归结为简单的多变量无约束优化问题,采用非支配快速排序遗传算法NSGA-Ⅱ求解.对地球—火星Halo轨道间的转移进行了多目标优化设计,校验了本文方法的有效性.