日地系L2点与日火系L1点转移轨道设计

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1、2013年8月北京航空航天大学学报August2013第39卷第8期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．8日地系L2点与日火系L1点转移轨道设计吕敬张明明张永威(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)(中国空间技术研究院北京100094)摘要：将太阳．地球一火星-飞行器组成的四体问题分解成由太阳一地球一飞行器和阳一火星．飞行器两个共面圆形限制性三体问题，设计日地系L2点与日火系L1点Lyapunov道之间的转移轨道，该转移轨道可以作为探测火星时的低能中间转移轨道．

2、采用Richardson阶近似解作为初始值，运用微分修正方法分别得到两个不同三体系统下拉格朗日点的精Lyapunov轨道．基于Lyapunov轨道不变流形以及微分修正方法，设计了日地系L2点与日火L1点间的转移轨道．将所得结果与基于Halo轨道不变流形设计的转移轨道进行了对比．结表明：利用Lyapunov轨道不变形设计探火中间转移轨道相较于利用Halo轨道不变流形设探火中间转移轨道在能量消耗以及飞行时间上都存在优势．关键词：三体问题；Lyapunov轨道；微分修正；不变流形中图分类号：V412．4文献标识码：A文章编号：1001．5965(2013)08—1031-0

3、6TransfertrajectorydesignbetweenL2inSun-EarthsystemandL1inSun-MarssystemLuJingZhangMingming(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)ZhangYongwei(ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Thetransfertrajec

4、torybwtweenL2inthesun-earthsystemandL1inthesun-marssystemde—signusinginvariantmanifoldoftherestrictedthreebodyproblemisstudied．Consideringmars，earthandsuninthesameplane，thefourbodyproblemofsun-mars-earth—spacecraftwasdividedintotwothreebodyprob—lems．thatwerethethreebodyproblemsofsun—ear

5、th·spacecraftandsun—mars-spacecraft．ALyapunovorbitofLagrangeliberationpointwasdesignedwithdifferentcorrectionmethodandRichardsonthree·-orderapproxima‘。tionsolutionasinitialconditions．ThetransfertrajectorybetweenLyapunovorbit’Sinvariantmanifoldofthetwodifferentrestrictedthreebodyproblems

6、wasdesignedwithdifferentcorrectionmethodandtheresultswascom-paredwiththetransfertrajectorybetweenHaloorbit’Sinvariantmanifoldofthetwodifferentrestrictedthreebodyproblems．ThesimulationshowsthattransfertrajectorydesignusingtheinvariantmanifoldofLyapunovorbitcostlowerenergyandshortertimeof

7、flight．Keywords：three-bodyproblem；Lyapunovorbit；differentcorrectionmethod；invariantmanifold火星探测是目前航天领域的热点，国外针对火星进行了多次实际探测任务，积累了丰富的经验．中国火星探测计划是中国第一个火星探测计划，2011年发射的萤火一号是该计划的首颗火星探测器，火星将成为我国深空探测第二颗星球，已提出环绕探测方案，探测器最早发射窗EI瞄准收稿日期：2012_08—17；网络出版时间：2012-12-259：08网络出版地址：WWW．cnki．net／kcm