弹道捕获（Ballistic Capture）

本文作者：天疆说

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定义

航天器在不施加减速脉冲的情况下被目标天体引力自然捕获进入轨道。Belbruno和Miller在1993年首次将其应用于地月转移，利用太阳引力摄动实现。弹道捕获可大幅降低任务的总速度增量需求。

应用价值

在设计地月转移方案时，利用该轨道特性可降低任务总速度增量需求。该机制使得航天器无需主动减速即可被目标天体引力捕获，显著节省推进剂。脉冲机动是轨道修正和转移的基本操作方式。

相关概念

• 希尔球半径（Hill Sphere Radius）
• 伪谱凸优化（Pseudospectral Convex Optimization）
• 庞加莱映射表示（Poincaré Map Representation）
• 最小范数靶点法（Minimum Norm Targeting）

参考文献

• Belbruno and Miller, 1993, J. Guidance, Control, and Dynamics; Anderson and Parker, 2012
• Zhang 等 - 2020
• Campana 等 - 2024 - Low-energy earth–moon transfers via theory of functional connections and homotopy
• Belbruno 等 - 2010 - Weak stability boundary and invariant manifolds
• Topputo 2013
• Spreen 2021
• Perozzi和Ferraz-Mello - 2010 - Space manifold dynamics
• Parker和Anderson - 2014 - Low-energy lunar trajectory design