载人月面着陆过程的应急上升轨道优化设计

研究了月面软着陆过程发生故障后的应急上升轨道,建立了整个应急上升过程的优化设计模型,并针对构建的强约束轨道优化问题,设计了将Gauss伪谱法和直接打靶法结合的混合优化策略,求解得到了满足应急条件的上升轨道参数。仿真分析表明该方法可以有效解决月面应急上升轨道优化问题,且求解收敛性和鲁棒性较好,可为同类问题的求解提供参考。

中途分离模式的载人月面下降轨迹优化设计

中途分离模式的载人月面着陆器在下降着陆飞行途中进行舱段分离,分离前由推进舱提供减速动力,分离后由登月舱独自完成后续下降着陆和上升入轨任务。以确保安全为首则,以推进剂消耗量最少为目标,提出载人月面下降轨迹优化方法。分析正常和应急飞行过程中影响安全的主要因素,建立两舱落点、应急上升高度的安全边界解析模型;提出正常下降和应急上升轨迹的设计流程,建立安全性约束和推进剂消耗量的近似代理模型,设计一种计算效率高、支持方案快速迭代分析的轨迹优化方法。仿真结果表明通过轨迹优化可在满足安全性约束下节省推进剂约300 kg,揭示了分离高度和飞行路径角变化对安全性的影响规律,为载人月面着陆器方案设计提供技术参考。