بهینه سازی مسیر حرکت بین سیارات با استفاده از مسئله ی سه جسم دایروی محدود هم صفحه

با توجه به پیشرفت روزافزون در زمینه¬های فضایی، و تعریف مأموریت¬های جدید، کلاسی از مسیرهای فضایی تعریف گردیده است که در با استفاده از آن می¬¬توان به نیاز مأموریت برای انتقال با کمترین میزان سوخت لازم پاسخ داد. تنها اشکالی که برای این مسیرها می¬توان برشمرد آن است که به زمان زیادی برای انتقال نیاز دارند. همین امر استفاده از این مسیرها را تنها برای مأموریت¬هایی که قید زمانی خاصی ندارند محدود می¬نماید. این کلاس خاص از مسیرها، مسیرهایی هستد که با استفاده از حل معادلات مسئله¬ی ایجاد می¬شوند. مسئله¬ی سه جسم به مسئله¬ای اطلاق می¬شود که در آن حرکت یک جسم تحت گرانش دو جسم بررسی می¬گردد. چنانچه یکی از این اجسام جرم بسیار کمتری نسبت به دو جسم دیگر داشته باشد در آن صورت به آن مسئله¬ی سه جسم محدود گفته می¬شود. چنانچه مسیر حرکت جسم دوم حول جسم اول دایروی باشد در آن صورت به آن مسئله¬ی سه جسم محدود دایروی و چنانچه مسئله در صفحه¬ی دوران جسم دوم حول جسم اول بررسی گردد با آن مسئله¬ی سه جسم محدود دایروی هم صفحه گفته می¬شود. اگرچه این ساده¬سازی¬ها سبب کاهش دقت مسئله می¬گردد ولی دیدی مناسب برای تخمین اولیه¬ی حرکت فضاپیما فراهم می¬آورد. با توجه به ابعاد مسئله¬ی سه جسم و این¬که حل بسته¬ای برای آن وجود ندارد، از استراتژی¬های مختلفی برای یافتن پاسخ مسئله استفاده می¬گردد. در روش حل به شیوه ی دسته مسیر های نامتغیر 12 در صد کاهش مصرف سوخت برای سفر از زمین به زهره و 300 در صد افزایش زمان داریم.در روش ژول سفر از سیاره¬ به نقطه¬ی آزادی در دو بخش صورت می¬گیرد، ابتدا مسیر از سیاره به نقطه¬ی آزادی و از نقطه¬ی آزادی به سیاره طراحی می¬گردد و در نهایت با یافتن تقاطع این دو مسیر، مسیر انتقال طراحی می¬گردد. در این پایان نامه انتقال ابتدا با استفاده از ترکیب انتقال ژول و مشابه روش توپوتو، انتقال میانی هاهمن صورت گرفت که در نهایت این روش نه تنها به کاهش مصرف سوخت منجر نگردید، بلکه سبب افزایش مصرف سوخت نیز شد، با توجه به اینکه حدود 60 درصد از مصرف سوخت صرف تأمین اختلاف سرعت در انتقال هاهمن گردید، روش دیگری مورد بررسی قرار گرفت تا در آن با حذف انتقال هامن بتوان نتایج را مطالعه نمود.در این راه حل که به روش ژول بررسی گردید، در نهایت برای انتقال از زهره به زمین کاهش 16 درصدی در مصرف سوخت و 590 درصد افزایش زمان حاصل گردید.