嫦娥二号卫星飞越Toutatis小行星转移轨道设计  

作　　者：乔栋[1,2] 黄江川[3] 崔平远[1,2] 饶炜[4] 王晓磊[5] 黄昊[4] 孟林智[4] 周文艳[4] 

机构地区：[1]飞行器动力学与控制教育部重点实验室,北京100081 [2]北京理工大学宇航学院深空探测技术研究所,北京100081 [3]中国空间技术研究院,北京100094 [4]北京空间飞行器总体设计部,北京100094 [5]北京控制工程研究所,北京100080

出　　处：《中国科学：技术科学》2013年第5期487-492,共6页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家中长期科技发展规划重大专项;国家重点基础研究发展计划("973"计划)(批准号:2012CB720000);国家自然科学基金(批准号:11102020)资助项目

摘　　要：嫦娥二号卫星在国际上首次成功实现从日-地拉格朗日L2点飞越探测小行星的任务.本文针对该任务的转移轨道设计问题,提出了满足时间节点约束、测控约束及燃料约束的拟流形摄动多节点转移轨道方案.首先,基于圆型限制性三体系统拟周期轨道的流形理论,分析了嫦娥二号卫星Lissajous轨道及其不稳定流形,给出了该流形延展与Toutatis小行星轨道的空间关系;然后,基于星历模型,提出了拟流形摄动法分析飞越Toutatis小行星的机会,得到了转移轨道的初值;最后,基于DE405星历模型、高精度动力学模型及小行星星历,采用多级微分修正法,得到满足约束的转移轨道方案.嫦娥二号卫星于2012年4月15日和6月1日进行两次变轨机动,2012年12月13日近距离成功飞越4179Toutatis小行星.工程飞行试验结果验证了嫦娥二号卫星从日-地拉格朗日L2点飞越探测4179Toutatis小行星轨道设计方案的正确性和可行性.

关 键 词：嫦娥二号 动平衡点 小行星探测 转移轨道 

分 类 号：V474.3[航空宇航科学与技术—飞行器设计] V412.41