登月火箭剩余运载能力估计与停泊轨道重规划

针对载人登月火箭飞行过程中可能发生的推力下降故障,提出了基于剩余运载能力估计的停泊轨道重规划方法。通过系统分析全飞行剖面约束条件和地月转移轨道特点,提高了全程轨迹离线规划方法的收敛性,可用于分析推力下降故障后的剩余运载能力。对于无法进入地月转移轨道的故障,以航天员安全为目标设计了停泊轨道与飞行轨迹序贯重规划方法,在能够满足停泊轨道高度的前提下,进一步优化轨道面参数,为飞船实施二次救援创造良好初始状态;同时,通过入轨点预估降低入轨终端约束的非线性,并利用收敛性好的凸优化方法生成初始猜想,以提升序贯求解效率。仿真结果表明,本方法能够在火箭推力下降故障后,重新规划将飞船送入最优停泊轨道的飞行轨迹。