题目：航天器任务分析与轨道设计

太空任务设计是一个重复迭代的过程。任务设计分析是在任务生命周期早期进行的。这些分析包括：对使用现有运载火箭完成任务的可行性进行评估；根据任务需要选择合适的运载火箭；如有需要调整运载火箭的尺寸；根据任务需要确定特殊的运载火箭或上面级的运载能力; 优化任务弹道以最大的发挥运载火箭的性能。太空任务设计的目标是：在大量的可以执行太空发射任务的方法中选择一个最佳的整体方法，选择一个成本最低或具有最佳效费比的方法。 本文对弹道和性能进行了分析，并且确定了运载火箭（或太空飞行器）的结构。同时在SIMULINK中使用了三自由度开环模型对运载火箭的性能进行评估。对于执行近地轨道任务的运载火箭，本文使用了一种简单快速的方法优化各段的deltaV。该方法基于一些在役的运载火箭结构质量的数据和Isp约束。对单级入轨、双级入轨和三级入轨作了重量比较；在假设Isp为常数的条件下，对上述三种构型作了速度-时间比较；对从近地轨道到地球同步轨道的多种转移策略进行了研究、分析和优化。确定了摄动力对卫星的影响，并给出了近地轨道卫星的全生命周期。 本文基于如下假设：太空任务设计是一个复杂宽泛的领域，其必须在目标和约束之间取平衡。尽管靠本文很难理解整个任务体系结构，但是本文力图在某个假设的飞船发射任务中审视、分析和选择最好的可行方案，同时综合考虑了运载火箭设计、轨道全生命周期设计（包括各种摄动影响：地球扁率、大气阻力、日月引力）、轨道转移策略、星座设计和飞船生命终结时期中的各种变量，最终对整个任务初步设计阶段有了更明确的认识。