基于流形插入的太阳系Halo轨道转移轨道优化策略

本文主要探讨了基于流形插入的日地系Halo轨道转移轨道设计方法，发表于2011年的吉林大学学报（工学版）。作者李明涛和郑建华针对深空探测动力学与控制领域的研究，提出了一个仿真模型来计算Halo轨道及其相关的不变流形。Halo轨道是一种特殊的太阳同步轨道，它在地球引力场中表现出稳定的偏心特性。 论文首先介绍了Halo轨道转移轨道设计的基础理论，包括微分修正方法，这是一种通过迭代优化来调整轨道参数的技术，以实现精确的轨道转移。作者选择了Halo轨道与地球最近的流形作为标称轨道，运用微分修正算法来计算不同入轨点在该流形上的转移轨道。在这个过程中，他们着重分析了入轨点的位置对转移轨道所需的速度增量和飞行时间的影响。 数值仿真结果显示了一个关键发现：随着入轨点位置的变化，机动速度存在三个局部极小值。这意味着在某些特定的入轨点，可以显著减少速度需求，从而节省燃料和成本。具体来说，相比于著名的ISEE-3卫星，当保持相同飞行时间时，在第二个局部极小值附近进行流形插入可以节省大约10米/秒的速度增量。 本文的关键词涵盖了飞行器控制和导航技术、Halo轨道、转移轨道、不变流形以及流形插入等核心概念。这些技术对于深空探测任务的设计和优化具有重要意义，尤其是在寻找最经济、最有效的轨道转移策略方面。通过这篇文章，读者可以了解到如何利用流形理论优化航天器的轨道设计，以提升轨道效率并降低发射成本。