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火星非极性轨道卫星自主轨道保持:一种预测控制方法

空间物理 2025-12-16 v1 系统与控制 系统与控制

摘要

火星的持续探索需要更多的在空间资产来帮助星际通信。未来的火星表面任务可能增添 stationary 卫星,这些卫星始终悬停在上方作为将数据返回地球的固定天线。这些areostationary卫星将经历几种重要扰动,推动太空探测器偏离其理想轨道。因此,必须实施轨道保持控制策略以确保卫星悬停且最小化燃料以延长任务寿命。本文开发了一种针对areostationary轨道保持的模型预测控制政策,利用对非Kepler扰动的知识来最小化所需的年度轨道保持Δv。将该轨道保持政策应用于置于various 长经度的卫星,并对位于未来可能crew landing 地点的经度处的示例任务进行仿真。通过精心调整控制器约束并正确放置卫星于稳定经度处,可相对于naive任务设计显著降低年度轨道保持Δv。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.13319,
  title  = {Autonomous Station Keeping of Satellites in Areostationary Mars Orbit: A Predictive Control Approach},
  author = {Robert D. Halverson and Avishai Weiss and Gabriel Lundin and Ryan J. Caverly},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.13319},
  year   = {2025}
}

备注

Preprint submitted to Acta Astronautica