2010年：低推力轨道设计：地球逃逸与目标捕获的全程策略

本文探讨了一种创新的行星际小推力轨道设计方法，专用于处理涉及逃逸和俘获过程的任务。研究者们——尚海滨、崔平远和乔栋，来自北京理工大学宇航学院，他们在2010年的《北京理工大学学报》第30卷第7期发表的文章中，提出了一种基于分步式设计策略的全程轨道规划方案。这种方法首先针对地球逃逸、日心转移和目标星俘获三个阶段的特点，采取了不同的控制策略。 在逃逸阶段，他们采用了加权组合控制律，这是一种结合多种优化策略的混合方法，能够有效地平衡推进力的需求与系统的稳定性。在日心转移阶段，混合法被用来克服多引力场带来的复杂动力学问题，通过局部最优策略实现轨道的连续性和稳定性。而目标星的俘获阶段则利用了类似的技术，确保在目标星引力影响范围内，轨道能够平稳过渡。 整个设计过程的关键在于，在地球和目标星的引力影响球边界处，通过拼接条件将各个轨道段无缝连接起来，这显著降低了轨道穿越过程中动力学的非线性特性，从而提高了计算效率和设计的收敛性。通过地球到火星的转移任务为例，仿真计算结果显示，这种方法对于实际的小推力星际转移任务具有很高的适用性，能够提供稳定且高效的轨道设计方案。 这篇文章的重要贡献在于提供了一种实用的方法来应对行星际低推力飞行中的复杂动态问题，这对于未来深空探索任务，如火星探测、彗星或小行星捕获等，具有重要的理论指导意义。此外，它还展示了如何通过精细的控制策略和优化技术来减少燃料消耗，提升航天器的航行效率，这对资源有限的太空旅行来说，无疑具有重大价值。因此，这项工作不仅推动了航天工程领域的理论发展，也对实际应用产生了深远影响。