由于受月球引力的影响,地月空间物体的轨道是非开普勒轨道,无法通过一组简单的特征进行一般参数化。从地球上看,物体也更暗淡,移动速度相对较慢;预计探测和跟踪都会更加困难。在本文中,我们从地球和月球上假设的地面传感器的角度,回顾了一组可能的轨道及其预期的天文测量和光度特征。虽然可能存在多种轨道,但我们重点关注在会合框架中闭合(即周期性)并从平动点(圆形限制性三体问题的静止平衡)发出的特殊类型的轨道。我们研究了 31 个独立的元素周期轨道系列(Doedel 等人,2007 年),每个都是光滑流形。对于每个系列,我们生成一系列具有代表性的会合位置和速度,并基于多面卫星模型模拟预期的观测特征(例如赤经、赤纬、视星等)。在这项研究中,我们希望更好地了解遥感技术如何为地月空间中的航天器发挥作用,以支持下一代传感器架构,包括太空实验,例如 AFRL 的地月公路巡逻系统 (CHPS) 概念。
随着可机动飞行器和计划进入深空(即超越地球同步地球轨道(GEO))的飞行器越来越多,空间环境变得越来越拥挤,空间领域感知(SDA)和空间交通管理(STM)变得越来越具有挑战性。由于地球轨道卫星和地月轨道卫星之间的距离很大且观测几何有限,因此空间基地月领域感知任务的轨道设计是一个重要课题。必须为地月空间物体建立复杂的天体动力学模型,因为月球引力不能像在地球轨道飞行器动态模型中那样被忽略或视为地月物体跟踪动态模型的扰动。地月空间体系在天文学、行星际任务分级、月球探索和通信以及地球轨道插入等应用方面具有重要价值,因此越来越受到航天工业的关注 [1]。放置在地月共线拉格朗日点 L1 和 L2 的航天器可以避免地球和月球的重力井、表面环境问题以及人造和天然空间碎片。这些航天器需要较低的驻留推进剂(每秒厘米级),并且可以在 L1 和 L2 之间或地月空间和日地空间之间飞行 [2]。