采用虚拟引力场的太阳帆/电推进混合推力机动轨道设计

作者：孙冲; 袁建平; 方群; 崔尧; 汪明晓; 刘易斯

来源：西北工业大学学报, 2018, 36(04): 618-626.

DOI：10.3969/j.issn.1000-2758.2018.04.003

• 连续小推力
• 太阳帆/电推进混合推进
• 轨道转移
• 轨道优化

针对连续小推力轨道设计问题,提出了一种采用虚拟引力场的太阳帆-电推进混合小推力轨道设计与优化方法。首先,给出了虚拟引力场的定义,以及太阳帆/电推进混合推力模型;然后建立了基于混合推进方法设计连续小推力机动轨道设计模型;并推导了该动力学模型的解析解;其次采用四阶龙格库塔数值方法分析了该解析解的精度,提出了误差因子参数的概念,采用误差因子参数约束来保证解析解精度。最后,以地球-火星转移轨道设计的算例,求解了采用太阳帆/电推进混合推进方式实现航天器轨道机动,并将其结果与单独电推力方法进行了对比。仿真结果表明,该方法能够大大减小燃料消耗以及轨道转移任务时间;与混合连续推力间接优化方法相比,该解析方法能够很大程度上减少计算时间。

• 单位
  西北工业大学; 上海宇航系统工程研究所