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Low-thrust trajectory design in low-energy regimes using variational equations

机译：使用变分方程的低能量制度低推力轨迹设计

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This paper proposes a novel description of the equations of motion for low-thrust trajectory design in the presence of a third-body perturbation. The framework is formulated using Gauss' Variational Equations (GVE) with two distinct accelerations: the one produced by the electric engine and the disturbing term of the third-body effect, which is computed using the disturbing potential of the previously studied Keplerian Map. The presented GVE third-body (GVE-3B) framework allows for a simple and intuitive description of the low-thrust optimisation problem. It is accurate until very close to the sphere of influence of the perturbing body, and thus can be used to target trajectories in low-energy regimes. Together with the framework, this paper develops a methodology to generate low-energy first-guess solutions for low-thrust trajectories. Both the methodology and the framework are showcased in the design of two distinct missions: a rendezvous with asteroid 2017 SV19 during its next Earth encounter, after departing from the unstable invariant manifold of the L_2 point in the Sun-Earth system, and the capture of asteroid 2018 AV2 to a stable invariant manifold of the same point.
机译：本文提出了在第三体扰动存在下的低推力轨迹设计的运动方程的新描述。使用高斯的变分方程（GVE）配制了具有两个不同的加速度：由电动发动机产生的框架和第三体效应的令人不安的术语，使用先前研究的Keplerian地图的令人不安的潜力来计算。所呈现的GVE第三机构（GVE-3B）框架允许简单且直观地描述低推力优化问题。直到非常接近扰动体的影响球的球体非常靠近，因此可以用于靶向低能量制度的轨迹。与框架一起，本文开发了一种为低推力轨迹产生低能量先猜测解决方案的方法。在两种不同的任务的设计中展示了方法和框架，其中包括在下一个地球遇到的下一个地球上的小行星2017年SV19，从Sun-Tember系统中的L_2点的不稳定不变歧管中进行了一个与小行星2017年SV19，以及捕获小行星2018 AV2到同一点的稳定不变歧管。

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