本文作者:天疆说
北京航空航天大学
北京航空航天大学在航天器动力学与深空轨道设计方向根基扎实,宇航学院团队在月地转移快速设计、平动点轨道动力学与远距离逆行轨道研究方面成果系统,是国内较早开展地月空间轨道动力学体系化研究的高校之一。
月地转移轨道快速设计
郑爱武与周建平来自该校宇航学院,与刘勇合作提出基于 Lambert 算法的月地转移轨道快速设计方法,以出月球影响球的时刻、位置和速度为中间变量将轨道分为地心段与月心段分别计算,把探测器飞出影响球至指定再入点的地心段简化为 Lambert 问题并用牛顿迭代法求解,避免了求解过程中大量的超几何函数与级数计算,显著提高了初步轨道设计的计算效率,月心段轨道则由出影响球速度矢量与月球停泊轨道倾角快速构造 [136]。
平动点与 DRO 轨道动力学
徐明在该校的博士学位论文中基于平动点理论系统研究航天器轨道动力学与控制问题,为该校在地月平动点方向的研究奠定了基础 [104]。徐明与徐世杰随后研究地月系绕月飞行的大幅值逆行轨道,数值结果表明太阳引力对 DRO 稳定性有破坏作用但仍能保持较长时间绕飞,并利用地月系 L1 与 L2 点 Lyapunov 轨道的不变流形分别实现 DRO 的快速转移与经弱稳定边界的低能转移 [105]。
吴小婧、曾凌川与巩应奎面向 DRO 的航天工程应用研究其计算方法与摄动特性,利用流函数法通过改变雅可比常数延拓计算不同共振比的 DRO 周期轨道族,发现整数共振比的 DRO 在地月惯性坐标系中轨迹封闭而非整数共振比不封闭,并通过星历模型外推指出太阳引力与月球轨道偏心率是影响 DRO 稳定性的主要摄动因素,为 DRO 精确建模与标称轨道设计提供了理论依据 [100]。
