不同升降轨返回方式下定点返回轨道窗口解析分析方法

doi:10.7527/S1000-6893.2023.28748

Abstract

Abstract:

The lunar return mission is the final stage of the manned lunar exploration mission， and the establishment of appropriate fixed-Point Return Orbit （PRO） window analysis methods can support mission design and analysis. The existing PRO window analysis method is difficult to adapt to different ascending and descending return modes， and the necessary conditions for the existence of the window cannot be given. Firstly， the relationship between the lunar antipode and the Earth's landing site is analyzed by spherical geometry under the geocentric inertial coordinate system， and the analytical calculation method for the PRO window is established under different return modes such as ascending return， descending return， and ascending-descending return. Then， considering the constraints of the maximum and minimum flight path angle， the necessary conditions for the existence of the landing site’s latitude and the PRO’s inclination are formulated， and an analytical correction model is established for the position of the lunar antipode. Finally， the orbital windows of the Earth's landing sites at different latitudes and under different return modes are simulated and analyzed， and suggestions for the selection of the PRO’s inclination and the landing site’s latitude are given. The relevant conclusions can provide reference for the overall mission planning of the manned lunar exploration mission in the future.

Key words: manned lunar exploration, point return orbit, orbital window, analytical models, Lunar antipode

CLC Number:

V412.4

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Figures/Tables 20

Fig.1

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Fig.4

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Table 1

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References 23

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编号	起始时刻（UTC）	结束时刻（UTC）	反垂点赤纬最小值/（°）	反垂点赤纬最大值/（°）
1	2025-08-01 00：00：00	2025-08-04 08：00：00	15.75	27.91
2	2025-08-22 16：00：00	2025-09-01 00：00：00	14.13	28.61

编号	起始时刻（UTC）	结束时刻（UTC）	反垂点赤纬最小值/（°）	反垂点赤纬最大值/（°）
1	2025-08-05 00：00：00	2025-08-09 00：00：00	-14.25	11.85
2	2025-08-17 08：00：00	2025-08-22 00：00：00	-15.32	11.72
3	2025-09-01 08：00：00	2025-09-04 16：00：00	-10.36	12.12

编号	起始时刻（UTC）	结束时刻（UTC）	反垂点赤纬最小值/（°）	反垂点赤纬最大值/（°）
1	2025-08-01 00：00：00	2025-08-05 00：00：00	11.85	27.91
2	2025-08-22 00：00：00	2025-09-01 08：00：00	11.72	28.61

窗口编号	起始时刻（UTC）	结束时刻（UTC）	月球反垂点赤纬最小值/（°）	月球反垂点赤纬最大值/（°）
1	2025-08-01 00：00：00	2025-08-02 00：00：00	25.52	27.91
2	2025-08-25 00：00：00	2025-08-29 16：00：00	24.70	28.61

Analytical analysis methods for point return orbit window under different ascending and descending return modes

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