ارائه رویکرد جدید برای طراحی مسیر ماهواره با سیستم پیشرانش تراست پایین در مسئله سه جسمی انتقال از مدار ژئو به مدار هالو

نویسندگان

1 عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 دانشجوی دکتری / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

doi
چکیده

در این مقاله روش جدیدی برای طراحی مسیر ماهواره در فاز اولیه طراحی مأموریت در مسئله سه‌جسمی انتقال از مدار ژئو به مدار هالو ارائه شده است. در این روش مسیر تقریبی و نزدیک‌به بهینه از نظر زمان مأموریت، از طریق تخمین زاویه تراست حاصل می‌شود، بدین صورت که زوایای تراست در صفحه و خارج از صفحه به‌صورت سری‌های فوریه با ضرایب محدود و نامعین در نظر گرفته می‌شوند. مقادیر ضرایب با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی و با هدف مینیمم کردن زمان مأموریت بدست می‌آید. باتوجه‌به اینکه تعداد دورهای مسیر مشخص نیست، این پارامتر نیز به‌عنوان متغیر تصمیم گسسته مسئله بهینه‌سازی در نظر گرفته می‌شود. به‌دلیل وجود متغیرهای تصمیم پیوسته و گسسته، الگوریتم بهینه‌سازی ازداحام ذرات گسسته به‌عنوان روش بهینه‌سازی استفاده شده است. از مزایای این روش می‌توان به سادگی اجرا و حجم کم محاسبات ریاضی، در نظر گرفتن تغییرات جرم ماهواره به‌دلیل مصرف سوخت، عدم اعمال قید خاص برای زاویه تراست نظیر تراست مماسی و تعیین زمان و مسیر نزدیک‌به بهینه اشاره کرد. برای ارزیابی روش ارائه‌شده، طراحی مسیر انتقال از مدار ژئو به مدار هالو برای سطوح تراست مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که رویکرد ارائه‌شده با دقت بسیار خوبی تعداد دورهای مسیر، جرم سوخت مصرفی، زمان و مسیر نزدیک‌به بهینه را ارائه می‌دهد.