嫦娥二号卫星轨道设计

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1、!!"#$%&!'"$(航!天!器!工!程第%&卷!第(期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)*!!!!+,-./.0-12/'34'//04'3)5%5年&月嫦娥二号卫星轨道设计周文艳!杨维廉!北京空间飞行器总体设计部"北京!%555&*#摘!要!嫦娥二号卫星的轨道设计是在充分继承嫦娥一号轨道设计的理论和方法的基础上进行的!并在此基础上做了适应性改进"轨道设计的主要内容包括参数选择#发射窗口#速度增量需求以及嫦娥二号卫星和嫦娥一号卫星不同点的对比!提出了整个飞行轨道的设计思想"关键词!嫦娥二号卫星$月球探测器$转移轨道$使命轨道$轨道设计中图分类号!!

2、*6*78!!文献标志码!-!!文章编号!%968:;6*;")5%5#5(:55)*:5(!"#$%&'($)*+,"-./*)$'0123*/"!"#$%'"<=>?@ABCDB!E-'3@AF#FDB!GAFHFBI4BJKFKLKA"M+NDOAOPDMK+CJKAQ/BIFBAAPFBI"GAFHFBI%555&*".RFBD#4#(%"/5%$2RAKRA"PCDBSQAKR"SLJASFB.RDBI%A:)JDKA##FKAQ"JK#CM"##"TKR"JALJASFBKRA.RDBI%A:%JDKA##FKA$2RA"PUFKSAJFIBQAKR"SF

3、JFQNP"VASFB.RDBI%A:)JDKA##FKADOO"PSFBIK"FKJQFJJF"B$2RA"PUFKSAJFIBFBO#LSAJOR""JFBI"M"PUFKNDPDQAKAPJDBSDBD#CWFBI"M#DLBORTFBS"T$2RASFMMAPABOAUAKTAAB.RDBI%A:%DBS.RDBI%A:)"PUFKSAJFIBJ"DBSKRASAJFIBFSAD"MTR"#AM#FIRKNP"OAJJDPANP"N"JASRAPA$6'78,"9($.RDBI%A:)&#LBDP"PUFKAP&KPDBJMAPKPDHAOK"PC&QFJJF

4、"B"PUFK&"PUFKSAJFIB满足一定近地点高度(倾角的转移轨道'%!引言)#嫦娥一号卫星连续三天发射机会下"可通过调相轨道的调整"使得同一时刻从地月转移轨道出嫦娥一号!.RDBI%A:%#卫星发射成功后"根据工发"而嫦娥二号卫星没有调相轨道"连续三天发射机程总体任务的要求"嫦娥二号!.RDBI%A:)#卫星的研会下的转移轨道不同"到达月球的光照情况也不制要以嫦娥一号备份星为基础"经技术改进之后"验同"轨道要重新设计'我们对发射机会进行了分析"证后续月球探测任务所涉及的关键技术"开展技术验最终得到满足任务要求的发射窗口'证"降低工程风险'由于任务要求的不同"嫦

5、娥二号8#嫦娥二号卫星的环月使命轨道高度是卫星在轨道设计上和嫦娥一号卫星主要有以下不同$%55YQ"相比嫦娥一号的)55YQ"离月面更近"轨道%#嫦娥一号卫星是先进入%9R的超地球同步转摄动情况发生变化"这需要对%55YQ环月轨道的变移轨道!32>#"然后依靠自身携带的燃料进入转移化情况进行分析"制定相应的轨道维持策略'轨道"而嫦娥二号卫星是直接进入转移轨道"在轨道*#嫦娥二号卫星转入正飞姿态后"首次经过虹湾设计的时候"要考虑运载弹道和转移轨道拼接的问上空时"将轨道近月点降到%(YQ"进行高分辨率成题'在转移轨道设计时"根据这一情况改变了初始像"而在某些发射日期下发射

6、"转正飞的时机和经过状态参数"利用状态转移矩阵对初值迭代修正"得到虹湾的时机间隔时间较短"所以在环月捕获过程中要收稿日期!)5%5:5;:%&%修回日期!)5%5:5&:%5基金项目!国家重大科技专项工程作者简介!周文艳%%&6(X&!女!博士!高级工程师!从事航天器使命任务分析和轨道设计工作"!!第(期!!!!!!!!!!!!!!周文艳等$嫦娥二号卫星轨道设计)(进行轨道平面的变轨控制"将侧飞转正飞的时间提道面旋转一圈'若用角来表示太阳与轨道面的夹!前"需要根据测控和轨道变化情况安排该次轨控'角"当和%;5Z时"轨道的月影段最大"共![5Z根据以上任务需求"嫦娥二号

7、卫星的整个飞行*97(QFB"光照时间是6%78QFB'!角在6%Z与%5&Z过程是$嫦娥二号卫星使用长征:8.运载火箭直接及)(%Z与);&Z之间时轨道处于全日照状态"半年内进入近地点)55YQ的地月转移轨道"飞行%6R后"的全日照时间是8&S'进行第一次中途修正"第二次中途修正在入轨后8#摄动分析*%R"是备选的一次中途修正"在到达近月点前的根据文献))*的研究结果表明"冻结轨道的偏心)*R进行第三次中途修正'卫星在转移轨道上飞行率随倾角的不同变化很大'对于平均高度%55YQ(倾约%%)R后"到达%55YQ高的近月点'近月点制动角&5Z的极月轨道