Comparison of Global Optimization Methods for Insertion Maneuver into Earth-Moon L2 Quasi-Halo Orbit Considering Collision Avoidance

Q: 이 논문에서 정의한 준-헤일로 궤도란 무엇인가?

준-헤일로 궤도는 리사주 궤도와 헤일로 궤도의 혼합된 형태로, 헤일로 궤도와 동일한 경로를 순환하지만 모양은 토러스와 유사하다. 이는 리사주 궤도가 특정 최소 경계값의 면외 진폭에서 xy-평면에 대한 대칭성을 잃고 주성분들을 연결하는 선 주위에 배제 영역을 형성하기 시작할 때 발생한다. 과학 및 관측 임무에 매우 유용하다.

Q: 지구-달 L2 준-헤일로 궤도 삽입 기동 시 충돌 회피를 위한 최적화 방법 중 가장 효율적인 것은 무엇인가?

연구 결과, 시뮬레이션된 어닐링, 유전 알고리즘, 패턴 탐색 세 가지 전역 최적화 알고리즘 중 패턴 탐색 방법이 가장 빠르게 수렴하는 것으로 나타났다. 패턴 탐색은 다른 방법들보다 적은 계산 시간과 상대적으로 작은 탐색 공간에서 최상의 성능을 보이며, 충돌 회피 기동 계획에 효율적이다.

Sang-Cherl Lee; Hae-Dong Kim; Do-Chul Yang; Dong-Hyun Cho; Jeong-Heum Im; Tae-Soo No; Seungkeun Kim; Jinyoung Suk

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저자정보: Sang-Cherl Lee (Korea Aerospace Research Institute) Hae-Dong Kim (Korea Aerospace Research Institute) Do-Chul Yang (Korea Aerospace Research Institute) Dong-Hyun Cho (Korea Aerospace Research Institute) Jeong-Heum Im (Korea Aerospace Research Institute) Tae-Soo No (Chonbuk National University) Seungkeun Kim (Chungnam National University) Jinyoung Suk (Chungnam National University)

저널정보: 한국항공우주학회 International Journal of Aeronautical and Space Sciences International Journal of Aeronautical and Space Sciences Volume.15 Number.3

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A spacecraft placed in an Earth-Moon L2 quasi-halo orbit can maintain constant communication between the Earth and the far side of the Moon. This quasi-halo orbit could be used to establish a lunar space station and serve as a gateway to explore the solar system. For a mission in an Earth-Moon L2 quasi-halo orbit, a spacecraft would have to be transferred from the Earth to the vicinity of the Earth-Moon L2 point, then inserted into the Earth-Moon L2 quasi-halo orbit. Unlike the near Earth case, this orbit is essentially very unstable due to mutually perturbing gravitational attractions by the Earth, the Moon and the Sun. In this paper, an insertion maneuver of a spacecraft into an Earth-Moon L2 quasi-halo orbit was investigated using the global optimization algorithm, including simulated annealing, genetic algorithm and pattern search method with collision avoidance taken into consideration. The result shows that the spacecraft can maintain its own position in the Earth-Moon L2 quasi-halo orbit and avoid collisions with threatening objects.

#Circular Restricted Three Body Problem #Quasi-Halo #Collision Avoidance #Space Objects #Simulated Annealing #Genetic Algorithm #Pattern Search #Maneuver Planning #Orbit Insertion Maneuver

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대상 및 방법론
분석 및 수행
결과 및 의의

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