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Station Keeping Method with Constrained-Based Eclipse Avoidance for Halo Orbits
DOI:10.1016/j.asr.2026.10.057.png)
摘要
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地球-月球系统中的日食事件对运行在类晕轨道上的立方星施加了关键的操作约束,因其有限的星上电力能力和这些轨道固有的不稳定性。尽管站点保持和日食缓解传统上被视为独立问题,但它们在统一控制框架内的集成在很大程度上仍未被探索。本研究提出了一种确定性的、基于约束的方法论,用于类晕轨道中的日食规避站点保持。该方法将机动设计问题表述为带有线性化约束的二次优化问题,结合了日食规避要求与恢复要求,确保在穿越阴影区域后状态转移矩阵近似的有效性。所得到的优化问题通过Karush-Kuhn-Tucker条件解析求解,得到一种计算高效且封闭式的解。控制策略分为两个阶段:一个双脉冲日食规避机动和一个后续的恢复阶段,强制重新进入线性区域。该方法在代表高保真近月动力学环境中的类晕轨迹上进行了评估。结果表明,该方法能够成功缓解日食事件,同时保持轨迹偏差有界。所需的控制量在中等日食条件下与名义站点保持兼容,尽管长时间的地球日食会导致显著的推进剂消耗。所提出的框架为将日食规避约束集成到站点保持机动调度中提供了一种通用且可操作可行的解决方案,具有应用于更广泛近月任务类型的潜力。
Keyword:
Solar eclipse avoidance
Cislunar mission
CubeSat
Halo station-keeping
Karush-Kuhn-Tucker
LUMIO

