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本文作者:天疆说

本站地址:https://cislunarspace.cn

研究背景

低能转移轨道是地月空间任务的关键使能技术之一。传统的Hohmann转移需要较大的速度增量(Δv约3.2 km/s),而利用三体动力学中的不变流形结构,可以实现显著的燃料节省。

低能转移的核心思想是利用平动点附近的动力学特性:在CRTBP框架下,平动点(尤其是L1和L2)周围存在一族周期/准周期轨道(如Halo轨道、Lissajous轨道),这些轨道的稳定/不稳定流形构成了相空间中的管道,可以自然连接不同的区域。

关键技术

不变流形与转移轨道设计

  • 稳定流形:沿稳定流形运动的轨道会自然趋近目标轨道
  • 不稳定流形:沿不稳定流形运动的轨道会自然离开当前轨道
  • 流形拼接:通过拼接出发轨道的不稳定流形和到达轨道的稳定流形,可以设计低能转移轨道

Lissajous中转站方案

利用Lissajous轨道作为中转站,可以实现更灵活的轨道设计:

  • Lissajous轨道是准周期轨道,相比Halo轨道具有更大的振幅范围
  • 通过Lissajous轨道的流形网络,可以覆盖更广的转移需求
  • 适用于地月L1/L2点的空间站、通信中继等任务场景

轨道优化方法

低能转移轨道的设计通常涉及多目标优化问题:

  • 最小化总速度增量(Δv)
  • 最小化转移时间
  • 满足发射窗口约束
  • 考虑轨道保持需求

常用方法包括打靶法、微分进化算法、多目标遗传算法等。

地月空间低能转移轨道

相关文献:

[1] 乔琛远, 杨乐平. 地月L1点低能转移轨道设计与优化[J]. 系统工程与电子技术, 2024, 46(10): 3519-3527.

[2] 余会昌, 代洪华, 张继烨, 等. 基于Lissajous中转站的低能转移轨道设计与应用[J]. 西北工业大学学报, 2025, 43(2): 212-221.

[3] 朱彦伟, 蒋昕玙, 陈昱桔, 等. 星历模型下基于多重打靶拼接的长期近直线晕轨道设计方法[J]. 中国空间科学技术(中英文), 2026: 1-11.

[4] Genszler G, Savransky D, Soto G J. Surveying orbits in cislunar space for telescope-starshade observatories[J]. Acta Astronautica, 2026, 244: 445-455.


相关链接

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最近更新: 2026/8/23 22:56
Contributors: ouyangjiahong, Hermes Agent, Cron Job, Ou Yang Jiahong
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