ارزيابي مانور انتقال به مدار زمين ثابت با استفاده از جاذبة ماه

Evaluating of the transfer maneuver to geostationary orbit using lunar gravity

از جمله مهم­ترين كاربردهاي مأموريت­هاي فضايي استفاده از ماهواره­ در مدار زمين ثابت است. با توجه به اينكه برخي پايگاه­هاي پرتاب از عرض جغرافيايي بالايي برخوردارند، هزينة زيادي براي صفركردن زاوية ميل مدار مورد نياز است. روش­هاي متنوعي براي از بين بردن زاوية ميل مداري وجود دارد. يكي از آنها استفاده از ميدان جاذبه ماه است تا بخشي از انرژي مورد نياز براي تصحيح زاوية ميل توسط جاذبة ماه تأمين گردد. در اين پژوهش به بررسي و شبيه­ سازي روش­هاي معمول انتقال ماهواره از مدار پاركينگ به مدار زمين ثابت و سپس به مقايسة اين روش­ها با روش استفاده از جاذبة ماه براي يك نمونه مأموريت پرداخته شده است. شبيه­سازي­ها به‌صورت تحليلي و عددي بر اساس مسئلة دو جسم انجام گرفته و اغتشاشات طبق روش كاول به معادلات افزوده شده است. براي اعتبارسنجي نتايج نيز از نرم‌افزار STK استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه پارامترهاي مدار پاركينگ تأثير بسزايي در مقدار انرژي مورد نياز و همچنين بهينگي روش ارائه‌شده دارد.

The use of satellite in the geostationary orbit is one of the most important applications of the space missions. The limitation of earth latitude in the launch sites demands higher cost for inclination correction if geostationary orbit is the target orbit. Various methods such as Hohmann transfer have been developed to meet this requirement. Using the lunar gravity field, as an approach to force the inclination becomes zero, has been investigated in this paper. The required equations for design such mission is derived focusing on the earth-moon system and principle of the gravity assist an efficient algorithm is introduced for orbital maneuver based on two body problem and lunar flyby. In this research the proposed method and prevalent methods for a case study have been introduced and have been compared. It is shown that orbital elements of the parking orbit affect the required energy and efficiency of the proposed method.