基于分析能量条件构建的四体轨道月球转移
地球与行星天体物理
2026-03-12 v3
摘要
当前的月球探索，特别是针对地月系统中大规模货运运输，提出了对低能量月球转移量的要求。传统的网格搜索方法构建低能量月球转移面临计算资源浪费和大规模搜索的问题。为进一步改进该方法，本文聚焦于一种称为月球弹性转移的低能量转移类型，推导先验知识以缩小搜索范围。采用太阳-地/月平面双圆受限四体问题 (PBCR4BP) 作为动力学模型来构建月球转移。首先，推导了月球弹性捕获的解析能量条件，并以精确的雅可比能范围形式总结。开发了充分必要条件和必要条件，这些条件表明，太阳-地/月 PBCR4BP 在实现月球弹性捕获方面发挥着重要作用，而非地月平面受限三体问题。随后，提出一种结合解析能量条件的网格搜索方法来构建月球弹性转移。仿真结果表明，本文方法可实现高比例的弹性捕获（直接插入为 99.87%，反向插入为 98.72%）。检验所获得的月球弹性转移，验证了解析能量条件的有效性。我们获得的月球转移样本实现了更低或相当于前期工作所得解的驱动脉冲。还 presenting 了属于新型或较少报道的转移家族的解，简要讨论了这些轨道的潜在工程应用。
引用
@article{arxiv.2504.16804,
title = {Constructing Four-Body Ballistic Lunar Transfers via Analytical Energy Conditions},
author = {Shuyue Fu and Di Wu and Xiaowen Liu and Peng Shi and Shengping Gong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16804},
year = {2026}
}