伽利略木卫探测飞行轨道设计与优化

项目名称： 伽利略木卫探测飞行轨道设计与优化

项目编号： No.11372311

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 高扬

作者单位： 中国科学院空间应用工程与技术中心

项目金额： 80万元

中文摘要： 新一轮伽利略木卫（木卫4、木卫3、木卫2、木卫1）探测有助于人类了解木卫是否存在地下海洋以及地外生命。木卫探测飞行轨道设计与优化是木卫探测任务实施的关键技术之一。通过一次任务探测四颗或多颗伽利略木卫的需求对飞行轨道设计提出了前所未有的挑战，其主要难点在于多天体引力场模型中飞行轨道的复杂特性以及如何低能耗地实现木卫全球覆盖与遍历。本项目以解决如何实现木卫飞越与交会以及木卫遍历等一系列问题为牵引，提出系统开展脉冲以及连续小推力木卫探测飞行轨道设计与优化的研究计划，力求充分应用动力系统理论分析木星系统多天体引力场中的探测器飞行轨道动力学特性，提出系统的轨道设计方法，揭示飞行时间与推进工质消耗的内在关联，深入探讨飞行轨道全局优化策略。研究成果一方面将拓展深空轨道设计的研究范畴，另一方面可为我国2020年后可能实施的木星及木卫探测任务提供理论支持。

中文关键词： 木卫探测；轨道设计；全局优化；多引力场；动力系统理论

英文摘要： The new round of exploration of the Jupiter's Galilean moons（Callisto,Ganymede,Europa,and Io）is promising to help mankind search for the moons'subsurface-seas and extraterrestrial life in the Jupiter planetary system. The design and optimization of space

英文关键词： Jupiter's moons；trajectory design；global optimization；multi-body gravitation；dynamical system theory