深空探测器多次引力辅助转移轨道全局搜索

《深空探测器多次引力辅助转移轨道全局搜索》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、V01．21No．2航天器工程第21卷第2期18SPACECRAFTENGINEERING2012年4月深空探测器多次引力辅助转移轨道全局搜索谭高威高扬。杨新(1中国科学院研究生院，北京100080)(2中国科学院光电研究院，北京100094)(3中国科学院空间科学与应用总体部，北京1OOO94)摘要介绍行星引力辅助近似模型，包括近行星点无动力和有动力两种方式；采用开普勒轨道拼接法与双脉冲Lambert算法，建立多次引力辅助转移轨道的参数优化模型；通过广度优先搜索算法对引力辅助行星序列进行穷举，对发射窗口和天体间转移时间进行离散化网格搜索

2、，每一步网格搜索后均采用合理的定界剪枝方法，减少后续计算量。这种全局搜索方法不需要提前指定引力辅助行星序列，并可得到对应不同飞行时间以及不同引力辅助次数的搜索结果，获得若干多天体引力辅助转移轨道初步结果，为进一步局部优化设计奠定基础。文章给出几组全局搜索算例，得到从地球到火星、木星和土星的多次引力辅助转移轨道，验证了全局搜索方法的有效性。关键词深空探测；引力辅助；Lambert算法；参数优化；广度优先搜索；定界剪枝中图分类号：A41文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．02．004GlobalS

3、earchofMultipleGravityAssistTransferTrajectoriesforDeepSpaceProbesTANGaowei’GAOYang。YANGXin(1GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100080，China)(2AcademyofOpto—Electronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100094，China)(3GeneralEstablishmentofSpaceScienceandAp

4、plication，ChineseAcademyofSciences，Beijina100094，China)Abstract：Anapproximatemodelofgravityassistisdescribed，includingtWOtypeswithandwith—outpowerexertioninplanet’Speriapsis．IntermsofpatchedKeplerianorbitsandLambertalgo—rithm，parameteroptimizationmodelisestablishedforsolv

5、ingmultiplegravityassisttransfertrajectories．Exhaustivesearchofgravityassistsequenceanddiscretegridsearchoflaunchin—stantandtransferdurationbetweenplanetsareperformedviabreadth—firstsearchalgorithm，andreasonableboundingandpruningmethodsareusedtoreducethesuccessivecomputat

6、ionalloadsaftereachstepofgridsearch．Thisglobalsearchmethoddoesnotneedtospecifytheplanetarygravityassistsequenceinadvance，andthesolutionscorrespondingtodifferentflightdurationsanddifferentnumbersofgravityassistcanbeobtained．Throughglobalsearch，preliminaryre—sultsofmultiple

7、gravityassisttrajectoriescanbeobtainedforfurtherlocaloptimization．Finally，severaldesignexamples，includingthemultiplegravityassisttrajectoriesfromEarthtoMars，Ju—piterandSaturn，demonstratetheeffectivenessoftheproposedglobalsearchmethod．Keywords：deepspaceexploration；gravitya

8、ssist；Lambertalgorithm；parameteroptimization；breadth—firstsearch；boundingandpruning收稿日期：2011—12—