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地月L2点空间站转移轨道设计与特性分析 预览
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作者 曹鹏飞 贺波勇 +1 位作者 刘景勇 彭祺擘 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第6期755-760,770,共7页
针对低运输成本的未来地月L2点Halo轨道空间站补给任务轨道转移问题,研究了基于不变流形和月球借力的间接转移轨道设计方法及轨道参数特性。首先建立了三脉冲从近地停泊轨道出发到Halo轨道的间接转移轨道设计模型;然后提出了二体解析初... 针对低运输成本的未来地月L2点Halo轨道空间站补给任务轨道转移问题,研究了基于不变流形和月球借力的间接转移轨道设计方法及轨道参数特性。首先建立了三脉冲从近地停泊轨道出发到Halo轨道的间接转移轨道设计模型;然后提出了二体解析初值搜索和局部梯度优化相结合的串行优化方法,并采用圆型限制性三体问题模型验证了方法的正确性与快速性;最后,通过大量仿真算例分析了间接转移轨道参数特性。结果表明不变流形插入点相位和Halo轨道幅值对间接转移轨道燃料消耗影响较大,而月球借力高度影响则比较小。 展开更多
关键词 地月L2点 HALO轨道 空间站 转移轨道 不变流形 月球借力
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上面级直接入轨卫星星箭供电接口设计与验证 预览
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作者 陈世杰 孙世卓 +1 位作者 付大伟 曾毅 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2019年第1期84-89,共6页
针对上面级直接入轨卫星转移轨道阶段用电需求如何解决的问题,文章根据上面级供电接口通用设计原则,从电源拓扑、箭内星用电池、供电安全等3个方面提出“一箭双星”上面级直接入轨卫星星箭电接口具体设计方法,并对其发射应用情况进行了... 针对上面级直接入轨卫星转移轨道阶段用电需求如何解决的问题,文章根据上面级供电接口通用设计原则,从电源拓扑、箭内星用电池、供电安全等3个方面提出“一箭双星”上面级直接入轨卫星星箭电接口具体设计方法,并对其发射应用情况进行了总结。应用结果表明,该设计可以满足卫星与上面级分离前5h以上的用电需求,可以为各类型的上面级直接入轨卫星星箭供电接口设计提供参考,解决转移轨道段用电难题,提高卫星用电效率和可靠性。 展开更多
关键词 上面级 直接入轨卫星 星箭供电接口 转移轨道
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一种离散脉冲式最优标准轨道中制导律
3
作者 端军红 刘跃峰 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2018年第6期69-73,共5页
提出了一种适用于空间拦截的离散脉冲式的最优标准轨道中制导律。首先,基于摄动方程建立了一种连续形式的最优标准轨道中制导律;其次,设计了拦截航天器助推器的开关机控制规律,提出了离散脉冲式最优标准轨道中制导律;最后,通过仿真验证... 提出了一种适用于空间拦截的离散脉冲式的最优标准轨道中制导律。首先,基于摄动方程建立了一种连续形式的最优标准轨道中制导律;其次,设计了拦截航天器助推器的开关机控制规律,提出了离散脉冲式最优标准轨道中制导律;最后,通过仿真验证了该中制导律的有效性。结果表明,所提出的中制导律制导精度较高,制导控制简单,易于工程实现,适用于普遍的空间拦截问题。 展开更多
关键词 空间拦截 转移轨道 摄动方程 标准状态轨迹
混沌多步控制在地月轨道转移中的应用 预览 被引量:1
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作者 郑越 泮斌峰 +1 位作者 唐硕 王洋 《西北工业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期35-41,共7页
为了减少低能地月轨道转移时航天器在混沌区域的滑行时间,提出一种混沌多步控制方法。利用地月圆形限制性三体问题下航天器轨迹的运行规律和混沌轨道对初始状态高度敏感的特性,通过自适应粒子群优化算法计算出混沌控制每一步的最优扰... 为了减少低能地月轨道转移时航天器在混沌区域的滑行时间,提出一种混沌多步控制方法。利用地月圆形限制性三体问题下航天器轨迹的运行规律和混沌轨道对初始状态高度敏感的特性,通过自适应粒子群优化算法计算出混沌控制每一步的最优扰动,进而实施多步控制实现地月低能轨道转移。该方法不需要依靠周期轨道和随机大量搜索,能够有效地实现地月低能轨道转移,并在耗费能量很小的前提下显著地缩短航天器在混沌区域的滑行时间。最后,数值仿真结果验证了所提出算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 混沌 圆形限制性三体问题 轨道转移 自适应粒子群优化算法
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常值推力下面内轨道优化的一种改进间接法
5
作者 赵国伟 李德金 +1 位作者 宋婷 武海雷 《北京航空航天大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期894-901,共8页
针对常值推力下航天器面内轨道转移燃耗最省的轨道优化问题,利用极大值原理导出了最优轨迹下推力方向角应满足的控制方程,结合动力学方程建立了一种求解航天器面内最优转移轨道的改进间接法,及其在推力方向角调节能力受限条件下的应用... 针对常值推力下航天器面内轨道转移燃耗最省的轨道优化问题,利用极大值原理导出了最优轨迹下推力方向角应满足的控制方程,结合动力学方程建立了一种求解航天器面内最优转移轨道的改进间接法,及其在推力方向角调节能力受限条件下的应用方法。由于避免了协态变量微分方程组的求解,改进间接法相对于传统间接法降低了初值猜测的难度和计算量;与采用Gauss伪谱法求解相比,所建立的改进间接法求解结果精度更高,数值光滑性更好。仿真算例表明:推力方向角调节能力受限会改善推力方向角变化规律,降低推力方向角变化范围;就燃耗而言,推力越大燃耗越多,优化轨道节省燃耗更加显著。 展开更多
关键词 轨道转移 最优控制 常值推力 极大值原理 共面轨道
地–月L2点中继星月球近旁转移轨道设计 预览 被引量:3
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作者 孙超 唐玉华 +1 位作者 李翔宇 乔栋 《深空探测学报》 2017年第3期264-269,275共7页
位于地月L2点周期轨道的中继星将首次为“嫦娥4号”月球背面着陆探测任务提供通信中继服务。中继星转移轨道设计是中继任务实施的关键环节。针对中继星转移轨道存在转移时间、近月点高度和halo轨道振幅等约束条件,系统研究了基于月球... 位于地月L2点周期轨道的中继星将首次为“嫦娥4号”月球背面着陆探测任务提供通信中继服务。中继星转移轨道设计是中继任务实施的关键环节。针对中继星转移轨道存在转移时间、近月点高度和halo轨道振幅等约束条件,系统研究了基于月球近旁的地月L2点转移轨道设计方法。首先基于限制性三体模型,分析了halo轨道族与着陆点可见性关系;然后将月球近旁转移轨道分为地月直接转移段和地月动平衡点附近周期轨道拟流形入轨转移段,采用带有状态约束的微分修正算法对这两段轨道进行拼接,得到了从地球附近至目标轨道族的月球近旁转移轨道;最后,针对南族halo轨道分析了halo轨道振幅和月球飞越高度对转移轨道设计的影响,以及转移轨道的入轨相位分布。仿真结果表明:月球近旁转移轨道设计方案具备工程上的可行性与优越性。该方案可以为实际工程任务和应用提供参考。 展开更多
关键词 地月L2点 中继星 月球近旁 转移轨道
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载人登月转移轨道偏差传播分析与中途修正方法概述 预览
7
作者 李海阳 贺波勇 曹鹏飞 《力学与实践》 北大核心 2017年第1期1-6,共6页
载人登月转移轨道是指地月转移轨道和月地返回轨道,其上飞行器飞行时间长、动力学模型复杂、非线性强且变系数.因此,工程任务中偏差不可避免,对偏差的控制直接影响任务执行的效果甚至成败.在概述载人登月转移轨道研究基础上,总结了偏差... 载人登月转移轨道是指地月转移轨道和月地返回轨道,其上飞行器飞行时间长、动力学模型复杂、非线性强且变系数.因此,工程任务中偏差不可避免,对偏差的控制直接影响任务执行的效果甚至成败.在概述载人登月转移轨道研究基础上,总结了偏差传播分析方法、最优中途修正策略及中途修正瞄准算法.最后,对我国未来载人登月转移轨道中途修正提出一些建议. 展开更多
关键词 载人登月 转移轨道 偏差传播分析 中途修正
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太阳-木星-特洛伊小行星群-希腊小行星群-航天器系统的禁飞区域和转移轨道的数值研究 预览
8
作者 徐嘉庆 高发宝 +2 位作者 胡文 王丽 陈悦欣 《力学研究》 2017年第2期82-91,共10页
基于太阳-木星-特洛伊小行星群-希腊小行星群-航天器系统,建立了航天器的动力学方程,结合Matlab软件研究了在不同的Jacobi常数下航天器的禁飞区域,并设计了一条从木星飞往特洛伊小行星的转移轨道。
关键词 Jacobi常数 禁飞区域 转移轨道 数值模拟
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木星-火星-航天器系统的零速度曲面和转移轨道的数值研究 预览 被引量:1
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作者 唐桂琴 高发宝 +1 位作者 王坤 邱林飞 《唐山学院学报》 2015年第3期8-11,44共5页
针对木星-火星-航天器系统,根据欧拉-拉格朗日方程建立了航天器的动力学方程,并通过数值模拟,研究了系统的零速度曲面和Jacobi常数的几何结构的关系,设计了一条可用于多任务轨道的从火星至木星的转移轨道。
关键词 木星 火星 零速度曲面 转移轨道 数值模拟
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基于虚拟中心引力场方法的航天器转移轨道设计 预览 被引量:2
10
作者 袁建平 孙冲 方群 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期180-184,共5页
空间机动技术是实现空间操作任务的基础,具有重要的研究价值.研究了连续推力作用下航天器转移轨道设计问题,提出了一种基于虚拟中心引力场的轨道设计方法.该方法有两大特点:(1)能够将机动轨道设计问题转化为虚拟中心引力场参数的优化问... 空间机动技术是实现空间操作任务的基础,具有重要的研究价值.研究了连续推力作用下航天器转移轨道设计问题,提出了一种基于虚拟中心引力场的轨道设计方法.该方法有两大特点:(1)能够将机动轨道设计问题转化为虚拟中心引力场参数的优化问题,简化了设计过程;(2)对轨道形状或推力方向、大小不做任何假定,能够应用于一般情况下的机动轨道设计.将该方法应用于航天器二维和三维的转移轨道设计,并和形状方法进行了对比分析.仿真结果分析表明,采用该方法简化了轨道设计过程,为航天器快速轨道设计提供了新思路. 展开更多
关键词 轨道机动 转移轨道 连续推力 中心引力场
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基于多冲量能耗估算的小推力任务窗口搜索 预览 被引量:1
11
作者 蒋小勇 张洪波 汤国建 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期1-7,38共8页
针对小推力轨道设计中任务窗12参数具有范围跨度大、非连续性强、对设计结果影响显著等特点,提出了一种基于多冲量能耗估算的任务窗口搜索方法。该方法基于多冲量轨道和小推力轨道的能耗一致性,先由朗伯特两冲量轨道经过数次迭代扩展... 针对小推力轨道设计中任务窗12参数具有范围跨度大、非连续性强、对设计结果影响显著等特点,提出了一种基于多冲量能耗估算的任务窗口搜索方法。该方法基于多冲量轨道和小推力轨道的能耗一致性,先由朗伯特两冲量轨道经过数次迭代扩展快速获得多冲量轨道,再通过多冲量轨道能耗估算对任务区间进行全局栅格搜索,最终得到任务窗口的可行区域。仿真结果表明:1)该方法同时适用于交会和飞越任务;2)同朗伯特两冲量相比,它与小推力轨道能耗的一致性更强;3)同Sims和Flanagan最优多冲量相比,计算时间缩短了1~2个量级,计算效率显著提高。地球一火星交会任务的仿真应用表明,该方法只需8.59S即可获得任务窗口的可行区域,进而快速给出小推力最优转移轨道,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 多冲量 小推力 转移轨道 朗伯特问题 能耗估算 深空探测
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在轨服务航天器任意轨道主动绕飞 预览 被引量:3
12
作者 王峰 陈雪芹 +1 位作者 曹喜滨 耿云海 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期6-10,共5页
针对在轨服务航天器对目标器进行全方位监测和抢修要求,根据速度脉冲转移算法进行了在轨服务航天器任意轨道的主动绕飞.文中将绕飞轨道周期分为N份,在每份时间内采用速度脉冲转移算法实现预定位置点间位置转移,进而完成整个预定轨... 针对在轨服务航天器对目标器进行全方位监测和抢修要求,根据速度脉冲转移算法进行了在轨服务航天器任意轨道的主动绕飞.文中将绕飞轨道周期分为N份,在每份时间内采用速度脉冲转移算法实现预定位置点间位置转移,进而完成整个预定轨道绕飞.接着进行了算法的误差分析,给出了实际选择最少脉冲数的方法以满足预定轨道制导精度.最后进行任意轨道主动绕飞的数学仿真.仿真结果表明该制导算法较常规算法节省能量,能有效地完成任意轨道的主动绕飞. 展开更多
关键词 速度脉冲 转移 主动绕飞 在轨服务航天器
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基于运动合成的小推力轨道优化方法 预览
13
作者 蒋小勇 张洪波 汤国建 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期41-45,共5页
针对小推力轨道优化设计问题,提出一种基于运动合成的新方法。给出基于运动合成的小推力轨道机动表达方式,将小推力轨道运动分解成相对独立的三项:单独考虑日心引力的二体轨道运动,单独考虑小推力的运动,以及小推力的存在引起的日心引... 针对小推力轨道优化设计问题,提出一种基于运动合成的新方法。给出基于运动合成的小推力轨道机动表达方式,将小推力轨道运动分解成相对独立的三项:单独考虑日心引力的二体轨道运动,单独考虑小推力的运动,以及小推力的存在引起的日心引力摄动作用下的运动。分别给出各项运动的解析表达式,通过合成叠加得到小推力轨道的近似解析解。在此基础上,将小推力轨道优化问题转化成非线性规划问题,并利用序列二次规划方法求解。以小行星1989ML、火星和金星交会任务为例分别进行仿真实验,结果表明,所设计轨道满足任务约束,验证了该方法具有可用性和高效性。 展开更多
关键词 运动合成 小推力 转移轨道 非线性规划
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地月系L1点的月球借力间接转移轨道设计 预览 被引量:1
14
作者 辛晓生 侯锡云 刘林 《飞行器测控学报》 CSCD 2014年第1期65-70,共6页
针对地月系L1点(LL1)的轨道转移问题,在平面圆型限制性三体问题模型下,提出了利用月球借力的间接转移设计方法.转移设计分为地月转移轨道段和月球至LL1流形段.首先,通过改变LL1点初始机动速度,逆向积分LL1点的拟流形,以寻找初始速度... 针对地月系L1点(LL1)的轨道转移问题,在平面圆型限制性三体问题模型下,提出了利用月球借力的间接转移设计方法.转移设计分为地月转移轨道段和月球至LL1流形段.首先,通过改变LL1点初始机动速度,逆向积分LL1点的拟流形,以寻找初始速度、月心会合坐标系下的轨道高度和相位角这三者之间的关系,确定月球—LL1流形段微分改正的初始条件.然后,借助地月系不同转移时间的霍曼转移轨道所对应的近月点高度和相位角的关系,获得使2段转移在近月点相拼接的地月转移轨道段.这种设计方法给出了一系列LL1点间接转移轨道,将此设计结果与其他文献中的转移设计方法进行比较,此间接转移轨道比低能量转移轨道节省时间,比直接转移轨道节约能量. 展开更多
关键词 地月系 平动点 引力加速 转移轨道
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基于偏心率向量含约束多圈 Lambert 问题 预览
15
作者 黄英志 泮斌峰 唐硕 《西北大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-30,共8页
讨论了带工程约束条件的多圈Lambert轨道问题。基于Lambert问题中偏心率向量沿转移弦线不变性,使用偏心率向量的横向分量作为解算的迭代变量,分析了工程约束函数的特性,并根据约束函数特性,直接从多圈Lambert问题的多个解中解算出... 讨论了带工程约束条件的多圈Lambert轨道问题。基于Lambert问题中偏心率向量沿转移弦线不变性,使用偏心率向量的横向分量作为解算的迭代变量,分析了工程约束函数的特性,并根据约束函数特性,直接从多圈Lambert问题的多个解中解算出满足约束条件的解,避免了后期的比较筛选。提出的方法,求解次数更少,解算过程更为直接,最后给出的数值算例验证了方法的准确性与有效性。 展开更多
关键词 多圈Lambert问题 约束条件 转移轨道 数值积分
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基于EKF的脉冲星导航在转移轨道的应用 预览 被引量:3
16
作者 钟敏 刘劲 +1 位作者 孙永明 曾宪武 《电子设计工程》 2014年第6期4-6,共3页
为提高深空探测器在转移轨道的自主导航能力,提出了一种基于EKF的X射线脉冲星自主导航定位系统.以X射线探测器获得的脉冲到达时间为量测量,以深空探测器轨道动力学模型为状态方程,利用扩展卡尔曼滤波算法进行状态估计.以美国火星探路者... 为提高深空探测器在转移轨道的自主导航能力,提出了一种基于EKF的X射线脉冲星自主导航定位系统.以X射线探测器获得的脉冲到达时间为量测量,以深空探测器轨道动力学模型为状态方程,利用扩展卡尔曼滤波算法进行状态估计.以美国火星探路者任务深空转移段为例进行了仿真实验,仿真结果表明了该方法的可行性与有效性,能够完成深空探测器转移段的自主导航任务. 展开更多
关键词 脉冲星 转移轨道 自主导航 深空探测
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一种改进的中途修正变结构控制方法 预览
17
作者 晁宁 罗晓英 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第5期265-270,共6页
结合转移轨道中途修正量级较小的特点,建立了地月系限制性三体动力学问题的近似误差线性模型。在此基础上,分别利用线性系统的变结构调节器理论与模型参考变结构控制器理论推导了对应的中途修正控制律。提出了控制子矩阵b2在不同入轨... 结合转移轨道中途修正量级较小的特点,建立了地月系限制性三体动力学问题的近似误差线性模型。在此基础上,分别利用线性系统的变结构调节器理论与模型参考变结构控制器理论推导了对应的中途修正控制律。提出了控制子矩阵b2在不同入轨误差等级下的最优选择方法和不同状态下参考模型输入向量r的计算方法。仿真实验对比了分别利用两种变结构理论进行控制时,重新规划出的修正轨道与理论轨道的性能指标,并分析了选择不同特征点处轨道状态对应的r对控制效果的影响情况。实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 平动点 转移轨道 中途修正 变结构控制
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遥感系列卫星在轨微振动测量与分析 预览 被引量:6
18
作者 周东强 曹瑞 赵煜 《航天器环境工程》 2013年第6期627-630,共4页
在遥感系列卫星上装载了微振动环境测量系统并进行了在轨微振动环境测量。文章介绍了4颗遥感卫星的在轨微振动环境参数获取与分析。结果表明:星上各活动部件中主要的扰振源为反作用轮和辐射计/散射计转动机构;卫星稳定运行时的最大微... 在遥感系列卫星上装载了微振动环境测量系统并进行了在轨微振动环境测量。文章介绍了4颗遥感卫星的在轨微振动环境参数获取与分析。结果表明:星上各活动部件中主要的扰振源为反作用轮和辐射计/散射计转动机构;卫星稳定运行时的最大微振动量级约为57 mg,传递到光学敏感设备衰减度约为15%。 展开更多
关键词 遥感卫星 在轨测量 微振动 活动部件 敏感设备 传递特性 遥感卫星 在轨测量 微振动 活动部件 敏感设备 传递特性
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载人登月转移轨道偏差传播机理分析与稳健性设计 被引量:9
19
作者 贺波勇 李海阳 张波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期83-90,共8页
载人登月转移轨道具有飞行时间长,动力学模型复杂,非线性强且变系数的特点,而载人登月工程对转移轨道可靠性要求极高,研究地月转移轨道偏差传播机理和轨道稳健性设计不仅具有工程意义,更具有探索地月空间复杂引力场对轨道偏差作用... 载人登月转移轨道具有飞行时间长,动力学模型复杂,非线性强且变系数的特点,而载人登月工程对转移轨道可靠性要求极高,研究地月转移轨道偏差传播机理和轨道稳健性设计不仅具有工程意义,更具有探索地月空间复杂引力场对轨道偏差作用的科学意义。本文首先分析了日地月中心引力和地球J2项摄动等主要作用力对转移轨道偏差的作用范围与影响大小,其次提出了一种基于标称轨道数据的变系数非线性动力学系统偏差传播机理解析分析方法,最后构建了基于偏差传播矩阵的转移轨道稳健性评价指标,并基于NSGA-II (Nondominated Sorting Genetic Algorithms)算法求解了载人登月转移轨道稳健性优化设计问题。仿真结果表明,本文提出的偏差传播机理分析方法能快速准确地求解出载人登月转移轨道偏差传播矩阵,利用偏差传播矩阵进行协方差分析和中途修正脉冲计算是简单准确的,考虑稳健性的转移轨道优化设计可以提高标称轨道品质。 展开更多
关键词 载人登月 转移轨道 偏差分析 稳健性设计
载人登月舱动力下降段应急返回轨道设计 预览 被引量:1
20
作者 刘睿 周军 刘莹莹 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 50-55,共6页
文章主要研究载人登月舱动力下降段应急返回轨道设计问题。针对应急返回对等待时间的需求,改进了同心椭圆返回轨道方案。将显式制导法应用于应急返回上升段控制中,充分利用了登月舱的剩余速度,得到了满足要求的入轨精度。根据仿真结... 文章主要研究载人登月舱动力下降段应急返回轨道设计问题。针对应急返回对等待时间的需求,改进了同心椭圆返回轨道方案。将显式制导法应用于应急返回上升段控制中,充分利用了登月舱的剩余速度,得到了满足要求的入轨精度。根据仿真结果确定了利用下降级推力器完成上升段应急返回的准则。在上升段仿真的基础上设计了跟踪段过渡椭圆轨道,显著缩短了登月舱在停泊轨道的等待时间。文中的方法和结论可以为栽人登月工程应急返回提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 载人登月 应急返回 显式制导 过渡轨道
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