10359.基于引力輔助和勢能預(yù)置的金星火星探測器軌道設(shè)計(jì)

1、基于引力輔助和勢能預(yù)置的金星火星探測器軌道設(shè)計(jì)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：汪璞指導(dǎo)教師：李斌副教授專業(yè)：控制科學(xué)與工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二O一五年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要一箭雙星技術(shù)日趨成熟，2009年，NASA將LRO和LCROSS同時(shí)發(fā)射，箭載衛(wèi)星由近地衛(wèi)星變?yōu)樯羁仗綔y器。在深空探測軌道設(shè)計(jì)方面，通過金星引力輔助探測火星已經(jīng)被證明比霍曼轉(zhuǎn)移更耗能量。發(fā)射時(shí)預(yù)置彈射勢能，借助引力輔助，在探測器

2、到達(dá)金星時(shí)對兩個(gè)深空探測器實(shí)施彈射分離，分離系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對金星探測器的減速的同時(shí)對火星探測器加速，既節(jié)約了能源，又節(jié)約了發(fā)射經(jīng)費(fèi)。使用Lambert方程對兩點(diǎn)間的軌道轉(zhuǎn)移時(shí)間進(jìn)行求解，配合深空探測基本動(dòng)力學(xué)解得兩點(diǎn)速度變化量解得其能量耗費(fèi)。將整個(gè)地金火會(huì)合周期內(nèi)能量耗費(fèi)表示出來用以找尋可行的發(fā)射窗口，控制其逃逸速度保證完成地金轉(zhuǎn)移。在金星處，兩個(gè)探測器進(jìn)行分離以獲得速度增量。金星探測器在第二次加速后速度下降，利用STK給出參數(shù)對其進(jìn)行變速處

3、理以被金星捕獲，進(jìn)入環(huán)繞金星的軌道執(zhí)行探測任務(wù)?；鹦翘綔y器在第二次加速后速度提升，在接近火星處再次進(jìn)行變速以保證順利登陸火星。通過MATLAB初步設(shè)計(jì)，再利用STK修正仿真得到的軌道顯示：金星探測器成功被金星捕獲，火星探測器成功墜入火星，用STK分析其軌道參數(shù)。為了進(jìn)行比對，利用深空探測動(dòng)力學(xué)基本理論，采用霍曼轉(zhuǎn)移方法，對傳統(tǒng)深空探測軌道參數(shù)進(jìn)行求解計(jì)算，得到傳統(tǒng)深空探測軌道變速參數(shù)和轉(zhuǎn)移時(shí)間。用給出的兩個(gè)星體同時(shí)探測的軌道參數(shù)與傳統(tǒng)的