非凯默轨道下 N 型星际群体重构的安全最优方案

本文提出了一种针对受限多体问题（RMBP）中星际群体重构的燃料最优引导与控制方法，确保被动安全，即使在失去控制权时仍能维持最小距离。该方法利用 RMBP 的准周期结构，构建一套新的约束以保证被动安全。特别地，通过在局部圆柱坐标中求解最优控制，将被动安全条件表述为简单的几何约束，这种局部圆柱坐标基于对应周期轨道周围准周期运动的局部特征空间。该表述显著简化了问题结构，适用于 cislunar 轨道上的大规模星际群体重构。该方法在圆形受限三体问题、椭圆受限三体问题和双圆受限四体问题中均得到验证。此外，优化后的控制方案在完整的历元动力学模型中通过验证。通过将已知的相对轨道元素概念从受限两体问题推广到三体和四体问题，本文为 cislunar 空间中的相对运动控制奠定了实用控制方案的基础。