系绳辅助的行星际轨道捕获研究 - 电子科学技术.pdf

年 月 中 国 空 间科 学 技 术 暋暋暋暋暋 暋暋暋 暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 2014 12 15 第 期 ChineseSaceScienceandTechnolo 暋6暋 暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 p gy 系绳辅助的行星际轨道捕获研究 , , , 刘彬彬12 黄攀峰12 孟中杰12 暋 暋 ( , ) 1西北工业大学航天学院智能机器人研究中心 西安 710072 ( , ) 2航天飞行动力学技术重点实验室 西安 710072 摘要 针对深空探测中应用动量交换系绳辅助进行行星际轨道捕获时的系绳控制问题, , 首先对运行在目标行星双曲线飞越轨道上的探测器系统进行动力学建模 给出了一致性轨 , 。 道捕获条件和系绳最佳切断点 并进行了动力学特性分析 考虑到子探测器捕获后的变轨 , , 需求及系绳收放速率的限制 提出了新的最优控制方法 并应用模拟退火算法进行了数值 。 , , , 求解 仿真结果表明 系绳切断时指向恰当 子探测器距离目标行星最近 将有利于后续 ; /, 。 变轨 系绳最大收放速率约为30m s 切实可行 ; ; ; ; 关键词 深空探测 动量交换系绳 轨道捕获 捕获条件 最优控制 : / DOI 10灡3780 灡issn灡1000灢758X灡2014灡06灡003 j 1暋引言 , 、 深空探测中探测器的行星际轨道捕获是保证探测任务成功的核心 其中包含了推进 姿态控 [] 1 、 。 , 制 轨道控制等关键技术 随着探测器飞行距离的增长 常规的使用喷气推进方式的探测器必将 , , 。 携带更多的燃料 从而使其他有效载荷的携带受到限制 导致很多空间探测任务无法实施 正是化 , 、 、 学燃料的这种不可重复使用的缺点促进了无燃料推进技术的发展 如核推进技术 太阳