月地转移轨道中途修正方法及策略

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1、Vo1．21NO．3航天器工程第21卷第3期18SPACECRAFTENGINEERING2012年6月月地转移轨道中途修正方法及策略张磊于登云张熵(1北京空间飞行器总体设计部，北京100094)(2中国航天科技集团公司，北京100048)摘要针对月地转移轨道中途修正，以再入角、再入点地心距和地面落点位置为目标，提出一种基于线性修正的固定落点中途修正方法。以一条半弹道式再入的月地转移轨道为例，采用该方法研究中途修正速度增量与修正时机的关系，并基于蒙特卡洛仿真对两次修正的中途修正策略进行验证。计算结果表明，文章提出的中途修正方法及策略能够满足月球采样返回任务对再入参数及落点

2、位置的要求。关键词采样返回；月地转移；中途修正；固定落点；蒙特卡洛仿真中图分类号：V476．3文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．03．003MethodandStrategyoftheMoon。_to‘-EarthTrajectoryMidcourseCorrectionZHANGLeiYUDengyunZHANGHe(1BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)(2ChinaAerospaceScienceandTechnologyC

3、orporation，Beijing100048，China)Abstract：Inordertotargetthereentryangle，thereentryheightandthelandingsitelocation，afixedlandingsitemidcoursecorrectionmethodbasedonthelinearcorrectiontheoryisdevelopedforthemoon—to—earthtrajectory．Takingamoon—to—earthtrajectorywiththesemi—ballisticreen—tryfo

4、rexample，therelationshipbetweenthevelocityincrementandthemidcoursecorrectionop—portunityisresearched．AndthestrategywithtwomidcoursecorrectionsisvalidatedbytheMont—Carlosimulation．Theresultssuggestthatthemidcoursecorrectionmethodandstrategyinthispapercansatisfythereentryparametersandthelan

5、dingsitelocationrequirementsofthemoonsamplingreturnmission．Keywords：samplingreturn；moon-to—earthtransfer；midcoursecorrection；fixedlandingsite；MOnte—CarlOsimU】ation中途飞行过程中，探测器受多种误差因素影响(如入1引言轨状态误差、导航误差、发动机执行误差等)，加之标称轨道设计中的模型误差，其实际飞行状态必然偏离在月球采样返回任务中，探测器携带月壤样品从标称轨道。对采用直接再入方式的月地转移轨道，其环月停泊轨道出发，

6、通常需飞行3至5天，经过数十最大再人走廊宽度一般仅有10kmE，探测器可能因万千米的旅程到达地球Ⅲ。在月地转移轨道入轨及轨道偏差不能进入再人走廊，甚至不能进入大气。在收稿日期：2012—0405；修回日期：2012—05—07基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：张磊(1981一)，男，博士研究生，从事轨道设计研究工作。Email：zhangleilO03@yeah．net。第3期张磊等：月地转移轨道中途修正方法及策略这种情况下，需要对探测器实施中途修正，以将其导的月地转移轨道_9=，选择再入角y、再入点地心距引到一条新的满足任务约束的转移轨道上，确保探测r、地心轨道倾

7、角i构成目标变量q。器仍以预期的再入角进入大气，并在预定地点降落地为使探测器到达固定落点，当目标变量满足容差球。考虑残余误差的存在及误差积累的影响，通常在后，按式(3)、式(4)调整i、以满足落点经纬度约束。飞行计划中预先规划多次中途修正，具体实施情况则w_+e(3)根据探测器实际飞行状态确定(如阿波罗一11飞船实施了1次，阿波罗一12飞船实施了2次)。Tne—T+(4)CD我国已经成功完成了两次环月探测任务，对地月式中：为剩余飞行时间；、为指定落点经、纬转移轨道设计及其中途修正的研究卓有成效[3]，未来度；(·)、(·)为根