题目：深空探测轨道设计与方法研究

随着科学技术的发展与进步，深空探测越来越受到人们的关注。相比卫星轨道的设计，深空探测轨道设计要复杂的多，对同一目标的探测可能有很多种转移轨道方案。本文重点围绕Galileo木星探测器轨道设计对深空探测轨道的设计与修正问题进行了研究。 首先，文中研究了深空探测借力飞行基本原理。考虑到在借力目标行星近地点是否施加脉冲机动，分别对无推力和有推力的借力飞行进行了分析。 其次，文中研究了借力飞行轨道设计的关键技术-P_Rp图解法和Pock-Chop图解法。针对给定的深空探测任务，首先可以通过P_Rp图解法设计出可行的借力飞行总体方案；然后考虑到行星实际相位关系，通过求解Lambert问题绘制Pock-Chop图，进而求解出合适的发射时间、借力时间以及到达时间。 再次，文中设计了Galileo木星探测器借力飞行轨道。通过将Galileo木星探测器借力飞行轨道分为地球-金星、金星-地球、地球-地球以及地球-木星四段轨道，求解Lambert问题对地球-金星、金星-地球、地球-木星三段轨道进行轨道设计，求解共振轨道对地球-地球段进行轨道设计，然后利用借力飞行原理对四段轨道进行拼接，设计了完整的Galileo木星探测器借力飞行轨道，并与真实轨道进行对比，验证了轨道设计方法的可行性。由于实际工程中燃料的消耗是评判轨道设计优劣的一个重要标准，文中首先大范围的搜索了总能量最省区间，然后选择最省能量区间精确搜索了最省能量轨道的发射时间、借力时间以及到达时间，并求解了最省能量的借力飞行轨道。 最后，文中研究了轨道修正方法。文中设计的Galileo木星探测器轨道是基于二体问题进行设计的，然而在实际飞行中发现由于受到其它行星引力摄动，探测器在对目标行星借力后轨道会发生很大的偏差，以至于不能完成探测任务。为此，在每次借力目标行星前和到达最终目标行星前进行一次脉冲机动修正，通过总共四次脉冲机动修正使得探测器能够按照设计的二体轨道抵达木星，完成探测任务。