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木星系探测及行星穿越任务轨迹初步设计

陈诗雨 杨洪伟 宝音贺西

陈诗雨, 杨洪伟, 宝音贺西. 木星系探测及行星穿越任务轨迹初步设计[J]. 深空探测学报, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011
引用本文: 陈诗雨, 杨洪伟, 宝音贺西. 木星系探测及行星穿越任务轨迹初步设计[J]. 深空探测学报, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011
CHEN Shiyu, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi. Preliminary Design for the Trajectories of Jovian and Planetary Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011
Citation: CHEN Shiyu, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi. Preliminary Design for the Trajectories of Jovian and Planetary Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011

木星系探测及行星穿越任务轨迹初步设计

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011

Preliminary Design for the Trajectories of Jovian and Planetary Mission

  • 摘要: 基于我国未来木星系探测任务需求,初步设计了任务轨迹。以目前的发射能力,要实现木星的环绕探测必将利用行星借力,需设计借力轨迹。首先将脉冲变轨的轨迹设计问题转化为参数优化问题,在满足2029—2032年间发射并且飞行时间不超过7年的约束条件下,使用PSO算法对发射时刻、借力时刻、深空机动时刻、到达时刻等参数进行优化,使得探测器需提供的总速度增量最小。探测器进入木星系后,利用木卫3借力捕获至环木大椭圆轨道,又利用木卫4构造共振借力,最终捕获至木卫4的环绕轨道。在此基础上,还考虑了天王星飞越的拓展任务,天王星探测器在到达木星时与木星系探测器分离,利用木星借力可无消耗飞往天王星,并在2043年完成天王星的飞越探测任务。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-08
  • 修回日期:  2017-11-18

木星系探测及行星穿越任务轨迹初步设计

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011

摘要: 基于我国未来木星系探测任务需求,初步设计了任务轨迹。以目前的发射能力,要实现木星的环绕探测必将利用行星借力,需设计借力轨迹。首先将脉冲变轨的轨迹设计问题转化为参数优化问题,在满足2029—2032年间发射并且飞行时间不超过7年的约束条件下,使用PSO算法对发射时刻、借力时刻、深空机动时刻、到达时刻等参数进行优化,使得探测器需提供的总速度增量最小。探测器进入木星系后,利用木卫3借力捕获至环木大椭圆轨道,又利用木卫4构造共振借力,最终捕获至木卫4的环绕轨道。在此基础上,还考虑了天王星飞越的拓展任务,天王星探测器在到达木星时与木星系探测器分离,利用木星借力可无消耗飞往天王星,并在2043年完成天王星的飞越探测任务。

English Abstract

陈诗雨, 杨洪伟, 宝音贺西. 木星系探测及行星穿越任务轨迹初步设计[J]. 深空探测学报, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011
引用本文: 陈诗雨, 杨洪伟, 宝音贺西. 木星系探测及行星穿越任务轨迹初步设计[J]. 深空探测学报, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011
CHEN Shiyu, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi. Preliminary Design for the Trajectories of Jovian and Planetary Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011
Citation: CHEN Shiyu, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi. Preliminary Design for the Trajectories of Jovian and Planetary Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 189-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.011
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