Multi-impulse Shape-based Trajectory Optimization for Target Chasing in On-orbit Servicing Missions
Notice bibliographique
Résumé
On-orbit servicing is a range of orbital services that comprises visual inspection, refueling, repairing, upgrading, assembly, and debris removal. It intends to increase the satellites' lifetime and enhance their performance. This paper proposes a methodology for designing smooth trajectories for long-range rendezvous of servicing satellites with moving targets, in on-orbit servicing missions. The methodology employs a multi-impulse shape-based trajectory planning algorithm for in-plane orbit transfer, based on the two-body problem. A multiobjective constrained optimization architecture is developed using a genetic algorithm to determine the optimal trajectories in the sense of Pareto optimality. Transfer time and control effort are considered as Pareto cost functions. Arriving at an orbiting target upon completion of the transfer and limitations in orbital elements are included as constraints. The latter constraint will help reduce the risk of collision in populated orbits by not entering those orbits, but maybe crossing them. The design variables are the orbital elements of the intermediate orbits, and the number and location of impulses. The location of the first impulse in the parking orbit indicates the waiting time before the commencement of orbit transfer that can impact the optimal solution when chasing a dynamic target. Compared to trajectory design methods using continuous thrust, the proposed technique has fewer design variables. The set of Pareto frontier solutions provides an on-orbit servicing mission with decision-making capabilities to choose a solution compatible with the priority requirements of the mission. The proposed methodology is specifically valid for the low Earth orbital regime (100-2000 Km altitude), where the gravitational field of the Earth dominates disturbances such as solar pressure, and the gravity of other celestial objects. To remain in this regime, constraints on intermediate orbits are imposed to ensure the altitude at apoapsides do not exceed 2000 km and at periapsides remains above 100 km. The performance of the resulting methodology is then compared with that of an optimal Lambert approach, in different case studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».