小天體探測軌道設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、小天體探測是21世紀(jì)深空探測的又一個(gè)熱點(diǎn)，歐美航天大國都進(jìn)行了實(shí)質(zhì)的探測活動(dòng)，并且新的探測計(jì)劃也在開展當(dāng)中。小天體探測不同于近地空間探測，有許多關(guān)鍵技術(shù)需要解決，轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)就是其中一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵技術(shù)。為此本論文基于小天體撞擊任務(wù)構(gòu)想，對小天體探測軌道設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先，對小天體撞擊轉(zhuǎn)移軌道的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。詳盡描述了基于能量等高線圖法的最優(yōu)發(fā)射機(jī)會(huì)搜索原理，給出了最優(yōu)發(fā)射機(jī)會(huì)的搜索流程。在轉(zhuǎn)移

2、軌道優(yōu)化方面，依據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和古典變分原理，推導(dǎo)出速度增量和自由變量之間的解析偏導(dǎo)數(shù)關(guān)系，引入了梯度下降法求解最優(yōu)發(fā)射時(shí)間和飛行時(shí)間。建立精確的動(dòng)力學(xué)模型，給出了基于打靶法的精確軌道設(shè)計(jì)方法。
　　其次，對小天體撞擊任務(wù)轉(zhuǎn)移軌道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。根據(jù)任務(wù)需求和我國科學(xué)技術(shù)水平，選取了撞擊目標(biāo)以及備選撞擊目標(biāo)，并對撞擊任務(wù)軌道設(shè)計(jì)約束進(jìn)行了綜合考慮和分析。針對Wirtanen彗星，詳細(xì)論述了以其作為撞擊目標(biāo)的轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)過程，包括發(fā)射能