Extensión de la vida útil de naves espaciales lunares de ultra baja altitud con sistema de propulsión de bajo empuje
Autores: Liu, Jingxi; Xu, Bo; Li, Chengzhang; Li, Muzi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Extensión de la vida útil de naves espaciales lunares de ultra baja altitud con sistema de propulsión de bajo empuje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Luna
Nave espacial
Vida útil
Mantenimiento de órbita
Sistema de propulsión de bajo empuje
Inclinación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la perturbación no esférica de la Luna, la vida útil de las naves espaciales lunares de ultra baja altitud puede ser bastante corta. En este artículo, analizamos la vida útil de naves espaciales lunares a una altitud de aproximadamente 50 km con diferentes órbitas iniciales. La vida útil en órbitas de baja inclinación es mucho más corta que en las órbitas cercanas al polo. Para extender la vida útil y mantener la nave espacial en un rango apropiado, se propone una estrategia de mantenimiento de órbita basada en un sistema de propulsión de bajo empuje. Se discute la influencia de las condiciones iniciales de la órbita (por ejemplo, eje semi-mayor, inclinación, ascensión recta del nodo ascendente) en la extensión de la vida útil y se analiza el efecto de la magnitud del bajo empuje en el mantenimiento de la órbita. Según los resultados de la simulación numérica, la vida útil de una nave espacial lunar de 100 kg a una altitud de 50 km con 10 kg de combustible y un propulsor de 20 mN puede extenderse de 7.958 días a más de 109.1725 días, lo que demuestra la efectividad de la estrategia. Además, se proporciona una perspectiva global para el problema de extensión de la vida útil de naves espaciales lunares de ultra baja altitud en este artículo, que puede aplicarse extensamente a los diseños de misiones lunares.
Descripción
Debido a la perturbación no esférica de la Luna, la vida útil de las naves espaciales lunares de ultra baja altitud puede ser bastante corta. En este artículo, analizamos la vida útil de naves espaciales lunares a una altitud de aproximadamente 50 km con diferentes órbitas iniciales. La vida útil en órbitas de baja inclinación es mucho más corta que en las órbitas cercanas al polo. Para extender la vida útil y mantener la nave espacial en un rango apropiado, se propone una estrategia de mantenimiento de órbita basada en un sistema de propulsión de bajo empuje. Se discute la influencia de las condiciones iniciales de la órbita (por ejemplo, eje semi-mayor, inclinación, ascensión recta del nodo ascendente) en la extensión de la vida útil y se analiza el efecto de la magnitud del bajo empuje en el mantenimiento de la órbita. Según los resultados de la simulación numérica, la vida útil de una nave espacial lunar de 100 kg a una altitud de 50 km con 10 kg de combustible y un propulsor de 20 mN puede extenderse de 7.958 días a más de 109.1725 días, lo que demuestra la efectividad de la estrategia. Además, se proporciona una perspectiva global para el problema de extensión de la vida útil de naves espaciales lunares de ultra baja altitud en este artículo, que puede aplicarse extensamente a los diseños de misiones lunares.