探月飞行器定点返回轨迹特性分析

对探月飞行器返回到预期着陆点的轨迹特性进行了研究,着重分析了月球定点返回着陆点和再入点位置的变化规律。分析了返回轨迹特征点的相对位置特性,包括月球反垂点、再入点、近地点,得到了再入点速度、纬度具有变化较稳定的规律。在特征点位置特性研究的基础上,给出了着陆点和再入点位置分析近似方法;基于月相原理研究了着陆点光照条件和月球返回窗口的关系,定性地给出了基本结论。基于双二体模型进行轨迹仿真计算,验证了利用该理论模型分析月球定点返回轨迹的有效性。

不同升降轨返回方式下定点返回轨道窗口解析分析方法

月地返回任务是载人月球探测任务实施的最后环节,建立恰当的定点返回轨道窗口分析方法可为任务设计和分析提供支持。现有的定点返回轨道窗口分析方法难以适应不同升降轨返回方式,且无法给出窗口的存在性必要条件。首先在地心惯性系下通过球面几何分析了月球反垂点与地球着陆场之间的关系,建立了升轨返回、降轨返回和先升轨再降轨返回等不同返回方式下定点返回轨道窗口的解析计算方法。然后考虑最大航程角和最小航程角约束,推导了着陆场纬度与返回轨道倾角需要满足的存在性必要条件,并建立了月球反垂点位置的解析修正模型。最后对地球不同纬度着陆场和不同返回方式的轨道窗口进行了仿真分析,给出了返回轨道倾角和着陆场纬度的选取建议,相关结论可为未来载人月球探测总体任务规划提供参考。