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New applications of the H-reversal trajectory using solar sails
  • ISSN号:1674-4527
  • 期刊名称:Research in Astronomy and Astrophysics
  • 时间:0
  • 页码:863-878
  • 分类:TP317[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] V448.22[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]School of Aerospace, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • 相关基金:Supported by the National Natural Science Foundation of China(Grand Nos.10902056 and 10832004)
  • 相关项目:深空探测中若干非线性动力学与控制问题
中文摘要:

推进的太阳的航行是一个逐渐地吸引人的推进系统因为高度 non-Keplerian 转。轨道的尖动量颠倒(H 颠倒) 的三新应用用太阳的风帆的轨道被介绍:有流星的空间观察,以太阳为中心的轨道转移和碰撞轨道。为两倍 H 颠倒轨道的存在的一个理论证明(叫作“ H2RTs ”) 被给,并且 H2RTs 的特征在使命应用的讨论前被介绍。H2RTs 的一个新家庭用 3D 被获得二身体的框架的动态模型。在一个时间最佳的控制模型,在内并且在黄道飞机外面的最小的时期 H2RTs 用一张理想的太阳的风帆被检验。由于在它的二对称的 aphelia 的 quasi-heliostationary 性质, H2RTs 被认为对空间合适观察。为第二应用,以太阳为中心的转移轨道能作为时间最佳的 H 颠倒轨道工作,自从它的近日点速度是圆形或椭圆形的速度。如此的一条转移轨道能把 sailcraft 放进一顺时针方向在黄道飞机转,与高倾向或排水量在上面或在太阳下面。H 颠倒轨道的第三应用被模仿影响在迎头向前的碰撞的在土附近的星状的过去。碰撞点能通过选择不同 perihelia 或不同发射窗户被设计。每应用的样品轨道通过数字模拟被介绍。结果能为理论研究和工程设计用作一本参考书。

英文摘要:

Advanced solar sailing has been an increasingly attractive propulsion system for highly non-Keplerian orbits.Three new applications of the orbital angular momentum reversal(H-reversal) trajectories using solar sails are presented:space observation,heliocentric orbit transfer and collision orbits with asteroids.A theoretical proof for the existence of double H-reversal trajectories(referred to as‘H2RTs’) is given,and the characteristics of the H2RTs are introduced before a discussion of the mission applications.A new family of H2RTs was obtained using a 3D dynamic model of the two-body frame.In a time-optimal control model,the minimum period H2RTs both inside and outside the ecliptic plane were examined using an ideal solar sail.Due to the quasi-heliostationary property at its two symmetrical aphelia,the H2RTs were deemed suitable for space observation.For the second application,the heliocentric transfer orbit was able to function as the time-optimal H-reversal trajectory,since its perihelion velocity is a circular or elliptic velocity.Such a transfer orbit can place the sailcraft into a clockwise orbit in the ecliptic plane,with a high inclination or displacement above or below the Sun.The third application of the H-reversal trajectory was simulated impacting an asteroid passing near Earth in a head-on collision.The collision point can be designed through selecting different perihelia or different launch windows.Sample orbits of each application were presented through numerical simulation.The results can serve as a reference for theoretical research and engineering design.

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期刊信息
  • 《天文和天体物理学研究:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:北京天文学会 北京天文台
  • 主编:
  • 地址:北京朝阳区大屯路甲20号北京天文台
  • 邮编:100012
  • 邮箱:zjz@bao.ac.cn
  • 电话:010-64853746
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-4527
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5721/P
  • 邮发代号:2-257
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀期刊二等奖,1996年第二届全国优秀科技期刊三等奖,1996年中科院优秀期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊
  • 被引量:22