کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8055665 1519909 2018 32 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling low-thrust transfers between periodic orbits about five libration points: Manifolds and hierarchical design
ترجمه فارسی عنوان
مدلسازی انتقال کم تیرهای بین مدارهای دوره ای در حدود پنج نقطه لرنایی: منیفولدها و طراحی سلسله مراتبی
کلمات کلیدی
چرخش نقطه چرخش، منیفولد های غیر قابل تغییر، انتقال نیروهای کم دایره محدود مشکل سه بدن، بهینه سازی مسیر،
ترجمه چکیده
نسخه ی پایین رانندگی انتقال سوخت مطلوب بین مدارهای دوره ای با انرژی های مختلف در مجاورت پنج نقطه لرن یابی به طور عمیقی در حل مسائل سه حلقه محدود شده است. روش بهینه سازی غیرمستقیم همراه با شیب محدودیت برای بهبود کارایی و دقت محاسبات الگوریتم مورد استفاده قرار می گیرد. اندازه و جهت هدایت بهینه مطلوب را می توان تعیین کرد تا مسیر مناسبی را ایجاد کند که منیفولد های غیر مجاور را متصل می کند. استراتژی طراحی سلسله مراتبی که تقسیم مجموعه محدودیت را پیشنهاد می دهد به دنبال راه حل بهینه است، زمانی که مشکل به طور مستقیم نمی تواند حل شود. در همین حال، روش راه حل و محدوده ارزش متغیرهای مورد استفاده خلاصه می شوند. برای برجسته نمودن اثربخشی طرح انتقال و هدف در انواع مختلف مدارهای لایبرتراسیون، مسیرهای انتقال بین برخی مدارهای نمونه، از جمله مدارهای لایپونوف، مدارهای مسطحی، مدارهای هاله، مدارهای محوری، مدارهای عمودی و پروانه ای برای نقاط لیبرتاسیون نقطهای و مثلثی، با زمان های مختلف پرواز مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج عددی نشان می دهد که مصرف سوخت از چند کیلوگرم تا ده کیلوگرم متفاوت است، مربوط به مکان ها و انواع مدارهای ماموریت و همچنین ساختارهای چندجملهای متناظر غیرمعمول است و نشان می دهد که انتقال های کم فشار ممکن است یک گزینه مفید برای مأموریت های علمی گسترده در اطراف نقاط لیبراتور مختلف.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
چکیده انگلیسی
The low-thrust version of the fuel-optimal transfers between periodic orbits with different energies in the vicinity of five libration points is exploited deeply in the Circular Restricted Three-Body Problem. Indirect optimization technique incorporated with constraint gradients is employed to further improve the computational efficiency and accuracy of the algorithm. The required optimal thrust magnitude and direction can be determined to create the bridging trajectory that connects the invariant manifolds. A hierarchical design strategy dividing the constraint set is proposed to seek the optimal solution when the problem cannot be solved directly. Meanwhile, the solution procedure and the value ranges of used variables are summarized. To highlight the effectivity of the transfer scheme and aim at different types of libration point orbits, transfer trajectories between some sample orbits, including Lyapunov orbits, planar orbits, halo orbits, axial orbits, vertical orbits and butterfly orbits for collinear and triangular libration points, are investigated with various time of flight. Numerical results show that the fuel consumption varies from a few kilograms to tens of kilograms, related to the locations and the types of mission orbits as well as the corresponding invariant manifold structures, and indicates that the low-thrust transfers may be a beneficial option for the extended science missions around different libration points.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 145, April 2018, Pages 408-423
نویسندگان
, ,