Optimización de Transferencias de Órbita Geoestacionaria a través de Propulsión Química-Eléctrica Combinada
Autores: Yang, Shihai; Xu, Bo; Li, Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización de Transferencias de Órbita Geoestacionaria a través de Propulsión Química-Eléctrica Combinada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Transferencias de órbita geoestacionaria
Propulsión eléctrica
Propulsión química
Transferencias híbridas
Método de optimización de trayectorias
Consumo de combustible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Para las transferencias a órbita geoestacionaria, se requiere una larga duración utilizando propulsión eléctrica y se necesita una gran masa de propulsor con propulsión química. Las transferencias híbridas pueden lograr un equilibrio entre el consumo de combustible y el tiempo de transferencia. En este artículo, se propone un método de optimización de trayectoria para la transferencia orbital de combustible mínimo con tiempo fijo, utilizando propulsión química-eléctrica combinada. Se derivan teóricamente las condiciones necesarias y las condiciones de transversalidad relacionadas con las quemas impulsivas utilizando el principio máximo de Pontryagin. La transferencia a órbita geoestacionaria de larga duración es una transferencia de muchas revoluciones y se resuelve con el enfoque homotópico del problema de transferencia de corta duración. La variación en el consumo de combustible con el tiempo de transferencia es casi lineal, y la variación en la magnitud de la quema impulsiva es exponencial. Se presenta un modelo simple para la estimación del consumo de combustible y la magnitud de la quema impulsiva con un tiempo de transferencia dado, el impulso específico del sistema de propulsión y la magnitud de empuje bajo.
Descripción
Para las transferencias a órbita geoestacionaria, se requiere una larga duración utilizando propulsión eléctrica y se necesita una gran masa de propulsor con propulsión química. Las transferencias híbridas pueden lograr un equilibrio entre el consumo de combustible y el tiempo de transferencia. En este artículo, se propone un método de optimización de trayectoria para la transferencia orbital de combustible mínimo con tiempo fijo, utilizando propulsión química-eléctrica combinada. Se derivan teóricamente las condiciones necesarias y las condiciones de transversalidad relacionadas con las quemas impulsivas utilizando el principio máximo de Pontryagin. La transferencia a órbita geoestacionaria de larga duración es una transferencia de muchas revoluciones y se resuelve con el enfoque homotópico del problema de transferencia de corta duración. La variación en el consumo de combustible con el tiempo de transferencia es casi lineal, y la variación en la magnitud de la quema impulsiva es exponencial. Se presenta un modelo simple para la estimación del consumo de combustible y la magnitud de la quema impulsiva con un tiempo de transferencia dado, el impulso específico del sistema de propulsión y la magnitud de empuje bajo.