嫦娥二号卫星绕日运行轨道分析

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1、第24卷第4期航天器工程V01．24No．4；!!!生!旦墨旦垒堡垦堡垦垒里!垦堕鱼!盥垦垦垦!堕鱼!嫦娥二号卫星绕日运行轨道分析田百义周文艳刘德成(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要嫦娥二号(Chang’e一2)卫星是我国首颗绕日运行的人造行星，文章在给定卫星轨道数据的基础上，对其绕日运行的轨道进行分析。分析了卫星与地球的交会周期，以及一个交会周期内卫星相对地球和太阳的距离变化情况。通过分析得出了嫦娥二号卫星返回地球的速度增量需求和可飞越的目标小行星。分析结果可为嫦娥二号卫星后续任务的论证规划提供

2、参考。关键词嫦娥二号卫星；人造行星；轨道中图分类号：V474．3文献标志码：AIKII：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．04．002AnalysisofChang’e-2HeliocentricOrbitTIANBaiyiZHOUWenyanLIUDecheng(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Chang’e一2hasbecomethefirstman—madeplan

3、etofChinainthesolarsystem．Basedontheorbitdeterminationdata，theheliocentricorbitofChang’e一2isanalyzedinthepaper．ThesynodicperiodofChang’e一2relativetotheearthiscomputed。andthevariationofthepositionofChang’e一2relativetotheearthandthesunispresentedseparately．Besi

4、des，thevelocityincrementisanalyzedforthesatellitetoreturnearth．andthepotentialasteroidsthatChang’e一2canflybyaresifted，whichishelpfultoprovidethereferencesforthefollow—upmissionofChang’e一2．Keywords：Chang’e一2；man—madeplanet；orbit1引言我国月球探测工程分为绕月探测、月面软着陆探测与月面巡视勘察

5、、采样返回，即简称“绕”、“落”、“回”三步发展。嫦娥一号卫星于2007年10月24日由西昌卫星发射中心发射升空，圆满完成任务后于2009年3月1日受控撞月，成功地实现了第一步计划。嫦娥二号卫星是我国探月第二步计划的先导星，于2010年10月1日成功发射，到2011年4月1日完成半年寿命周期，全面实现了6项工程目标和4项科学探测任务。2012年4月和12月，嫦娥二号卫星相继完成了日地L2点绕飞和飞越图塔蒂斯(Toutatis)小行星两项拓展任务，取得了举世瞩目的成就u。4J。迄今为止，包括美国、俄罗斯、欧盟、日本

6、和印度在内，国际上已成功发射近140个探测地外行星的深空探测器，经过对探测器绕日运行轨道的精确控制，成功实现了飞越或绕飞目标行星的目的，极大地促进了空间科学的发展。在嫦娥二号卫星获取图塔蒂斯小行星光学图像之前，我国在月球探测之外的深空探测领域一直处于空白状态，因此，嫦娥二号卫星是我国第1个真正意义上的深空探测器，是我国第1颗环绕太阳飞行的人造行星。它与一般行星的收稿日期：2014—07—25；修回日期：2015—04—27基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：田百义，男，工程师，从事航天器轨道设计工作。Emai

7、l：tianbaiyi@163．corn。航天器工程24卷运行规律相同，在太阳引力作用下，沿着自己的运行轨道进行着周期运动。针对嫦娥二号卫星绕日运行轨道的深入研究，不但可以为我国深空测控网的建设与试验提供实践支持，而且可以最大限度地挖掘嫦娥二号卫星潜能，进一步提高嫦娥二号任务的科学意义和应用价值，提高我国在深空探测领域的国际地位。本文针对嫦娥二号卫星的运行轨道特性和潜在的探测任务进行分析，给出它与地球的交会周期；利用嫦娥二号卫星相对地球和太阳的距离变化规律，分析其返回地球的速度增量需求；给出了嫦娥二号卫星还可能执

8、行多目标探测任务的目标小行星。本文的分析结果，可供嫦娥二号卫星进一步的拓展任务规划参考。2绕日运行轨道参数根据卫星定轨数据，嫦娥二号卫星在日心平黄道J2000坐标系下的瞬时轨道根数和公转轨道周期见表1，地球和火星的瞬时轨道根数和公转轨道周期由DE405星历获得。表1嫦娥二号卫星、地球和火星的瞬时轨道根数和公转轨道周期(日心平黄道J2000坐标系)Table1Osculat