Designing the low-energy lunar transfers trajectories which pass in the vicinity of the libration points of the Earth - Moon system. Part 1. Theory and method

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

A method for designing low-energy trajectory of transfer to the Moon with the insertion of a spacecraft into a low circumlunar orbit is proposed. The analysis of this trajectory is based on the solution of a boundary value problem for the system of differential equations of the restricted four-body problem. The trajectory of the low-energy flight passes through a region of space where the gravitational attraction of the Earth, the Moon, and the Sun tend to cancel. The trajectory turns out to be very sensitive to the initial conditions of the spacecraft motion. Difficulties arise in solving the boundary value problem. Weak stability boundary issue appears. An additional difficulty in designing the trajectory of a low-energy transfer of a spacecraft is related to the multi-extremality of the optimization problem under consideration. The authors assume that the transfer trajectory passes in the vicinity of the libration point L1 or L2 of the Earth - Moon system and introduces some restrictions on the velocity vector of the spacecraft at the moment the spacecraft passes the vicinity of the libration point. This assumption and the use of enumeration in space of the two main parameters of the transfer pattern allows to find an initial approximation for the low-energy transfer trajectory.

Авторлар туралы

Mikhail Konstantinov

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: mkonst@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-0138-6190
SPIN-код: 3030-7494
Scopus Author ID: 55396771600

Doctor of Sciences (Techn.), Professor of the Space Systems and Rocket Science Department, Aerospace Institute

4, Volokolamskoye Shosse, Moscow, 125993, Russian Federation

Aung Thant

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: aungmyothant4696@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-1159-3292

PhD student, Space Systems and Rocket Science Department, Aerospace Institute

4, Volokolamskoye Shosse, Moscow, 125993, Russian Federation

Әдебиет тізімі

  1. Parker JS, Anderson RL. Low-energy lunar trajectory design. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.; 2014. https://doi.org/10.1002/9781118855065
  2. McCarthy BP, Howell KC. Cislunar transfer design exploiting periodic and quasi-periodic orbital structures in the four-body problem. 71st International Astronautical Congress, The CyberSpace Edition, October 12-14, 2020. Paris; 2020.
  3. Scheuerle ST, McCarthy BP, Howell KC. Construction of ballistic lunar transfers leveraging dynamical systems techniques. AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Lake Tahoe, California (Virtual), August 9-12, 2020. South Lake Tahoe, California; 2021.
  4. McCarthy BP, Howell KC. Trajectory design using quasi-periodic orbits in the multi-body problem. Proceedings of the 29th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, 2019. Maui; 2019.
  5. Ivashkin VV. On the Earth-to-Moon trajectories with temporary capture of a particle by the moon. 54th International Astronautical Congress, Bremen, Germany, September 29 - October 3, 2003. Paper IAC-03-A.P.01. https://doi.org/10.2514/6.IAC-03-A.P.01
  6. Ivashkin VV. Low energy trajectories for the Moon-to-Earth space flight. Journal of Earth System Science. 2005;114:613-618. https://doi.org/10.1007/BF02715945
  7. Belbruno EA, Carrico JP. Calculation of weak stability boundary ballistic lunar transfer trajectories. Proceedings of the AIAAJ'AAS Astrodynamics Specialist Conference, August 14-17, 2000, Denver, Colorado. Paper AIAA 2000-4142. https://doi.org/10.2514/6.2000-4142
  8. Belbruno EA, Miller JK. Sun-perturbed Earthto-Moon transfers with ballistic capture. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 1993;16(4):770-774. https://doi.org/10.2514/3.21079
  9. Koon WS, Lo MW, Marsden JE, Ross SD. Low energy transfers to the Moon. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 2001;81(1):63-73. https://doi.org/10.1023/A:1013359120468
  10. Miller JK. Lunar transfer trajectory design and four body problem. 13th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting at Ponce, Puerto Rico, 2003. American Astronomical Society, American Institute of Aeronautics and Astronautics; 2003.
  11. Miller JK, Hintz GR. Weak stability boundary and trajectory design. Spaceflight Mechanics. Conference paper AAS 15-297. Williamsburgh, VA; 2015.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».