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インパルスΔVを用いた低エネルギー型月遷移軌道のパレート最適解 
 Pareto-Optimal, Low-Energy Transfers to the Moon Using Impulsive Delta-V

大島健太 (早大), Francesco Topputo (ミラノ工科大学), 柳尾 朋洋 (早大)

HITEN やGRAIL ミッション等によって実現された低エネルギー型月遷移軌道に関しては多くの研究が行われているが、太陽、地球、月の影響により軌道はカオス的な挙動を示すため、特に遷移時間(TOF)が長い領域において解集合の全貌は明らかではない。本研究では、bicircular model において格子探索を行うことで得た初期予想をmultiple shooting 法によって最適化することで、TOF が約200 日以下の領域において、2 回のインパルスΔV を用いた低エネルギー型月遷移軌道のTOF およびΔV に関するパレート最適解を求めた。本発表では特に、先行研究において報告されていない解集合に注目して軌道の性質を報告する。また、得られた最適解にprimer vector theory を適用しインパルス数も最適化することで、よりΔV を低減できる可能性について議論する。
Low-energy transfers to the Moon used in HITEN and GRAIL missions have been studied by many researchers. However, low-energy transfers with long time-of-flight (TOF) have not been fully explored yet because the chaotic nature of multi-body dynamics involving gravitational effects of the Sun, Earth, and Moon is significant. This study computes two-impulse, Pareto-optimal, low-energy transfers to the Moon with TOF up to 200 days by a multiple shooting optimization technique in the bicircular restricted four-body model. We present orbit characteristics of families of solutions, which have not been reported in previous researches. We also discuss a possibility of further reducing ΔV by applying the primer vector theory to optimize the number of ΔV.