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Optimización de Transferencia de Mínima Energía entre Órbitas Casi Circulares Usando una Solución Aproximada en Forma Cerrada

Autores: Suslov, Kirill; Shirobokov, Maksim; Tselousova, Anastasia

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Optimización de Transferencia de Mínima Energía entre Órbitas Casi Circulares Usando una Solución Aproximada en Forma Cerrada


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Método de promediado
Problema de control óptimo
Transferencia orbital multirrevolucionaria
Capacidades de bajo empuje
Series de Fourier
Programación no lineal

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento explora el uso del método de promediado en el problema de control óptimo relacionado con la transferencia orbital multirrevuelta de una nave espacial con capacidades de bajo empuje. Las ecuaciones de movimiento regularizadas se expresan utilizando elementos equinoctiales modificados con la longitud excéntrica como una variable rápida. La función de control se representa como una serie de Fourier en relación con la longitud excéntrica. El uso de la técnica clásica de promediado resulta en que la trayectoria promediada depende solo de un número limitado de parámetros de optimización. Además, al transferirse entre órbitas casi circulares, el movimiento promediado se puede estimar utilizando fórmulas analíticas. Así, el problema de vuelo multiorbital óptimo se simplifica a programación no lineal con menos parámetros, acelerando así la derivación de la solución óptima. Dos ejemplos prácticos ilustran la aplicación de la técnica: la transferencia orbital cerca de la órbita geoestacionaria y la maniobra de elevación de órbita circular. Las soluciones derivadas se comparan con los extremos de Pontryagin.

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