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摘要
面向载人登月任务需要，针对星历模型下具备自由返回能力的地月转移轨道设计问题进行了研究。在三体模型下对地月三维自由返回轨道进行了求解，得到了地月空间内的自由返回轨道分布情况。在二体模型假设下对近月段的三脉冲变轨进行了求解，给出了变平面机动的计算方法。进一步提出了两轮逐次优化修正策略，分别以高度和再入走廊为主要约束，采用内点法和SQP算法在高精度星历模型下对自由返回轨道初值进行逐次优化修正。之后，采用SQP算法在星历模型下对近月三脉冲变轨进行优化修正，得到了星历模型下的自由返回+近月三脉冲变轨地月转移策略。仿真校验结果表明本文提出的方法能够在给定约束下有效求解星历模型下具备自由返回能力的地月转移轨道，为载人登月任务的转移轨道设计提供参考。
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单位北京航空航天大学; 中国航天员科研训练中心
