冰巨星气动捕获任务中升力与阻力调制控制的比较

气动捕获是一种利用单次通过的大气阻力使航天器减速的轨道插入技术。与常规推进式插入相比，气动捕获几乎不消耗推进剂即可对航天器施加大的速度变化。在外太阳系远端，冰巨星仍是最后一类尚未使用轨道器探索的行星。其巨大的日心距离带来了显著的 mission 设计挑战，特别是轨道插入所需的大 $\Delta$V。这使得气动捕获成为一种有吸引力的轨道插入方法，但也由于相对较大的导航和大气不确定性而具有挑战性。本研究对升力与阻力调制控制及其对未来任务的影响进行了比较。升力调制提供的进入走廊宽度几乎是阻力调制的二倍，因此可容纳更大的不确定性。升力调制在整个飞行过程中提供连续控制，使其能够根据实际遇到的密度分布调整轨迹。与升力调制相比，阻力调制提供了温和得多的气动热条件。采用阻力调制时，在阻力裙抛离后无控制能力，使飞行器更容易因抛离事件后遇到的密度变化而产生出口状态误差。