Outils d'optimisation de trajectoire à faible poussée

Question

J'effectue un transfert entre Near-Earthorbites en considérant la perturbation J2 avec le low-thrustmoteur. Paramètres orbitaux:

1ère orbite:

• Altitude de l'apogée - 300 km
• Altitude du périgée - 200 km
• Inclinaison - 63 degrés
• Argument du périgée - 300 deg
• RAAN est gratuit

2ème orbite:

• Altitude apogée - 8000 km
• Altitude du périgée - 600 km
• Inclinaison - 63 degrés
• Argument du périgée - 270 deg
• RAAN est gratuit

Considérant 2 scénarios d'optimisation: minimum transfer timeet minimum propellant usage.

Paramètres de l'engin spatial:

• Masse de carburant: 500 kg
• Masse sèche: 1000 kg
• Moteur: poussée constante (0,3 N) et Isp (1000 s).

Quels outils open source peuvent être mis en œuvre pour calculer les scénarios mentionnés? Les résultats attendus sont la durée du transfert et le nombre de tours, le dV total, la consommation de propulseur et différents graphiques représentant le transfert.

J'ai implémenté MIPELECpar le CNES, cependant, il n'effectue qu'un scénario de temps minimum et ne prend pas en compte les perturbations. De plus, j'ai vérifié pykepet MOLTO-IT, mais je n'ai pas pu les implémenter pour ce problème.

Answer 1

Jetez un œil à ces deux:

• http://esa.github.io/pykep/ par ESA Advanced Concepts Team sous licence GNU General Public License v3.0.

Au cœur de la bibliothèque se trouve la mise en œuvre d'un solveur efficace pour le problème de Lambert à plusieurs révolutions, des objets représentant des méthodes directes (Sims-Flanagan), indirectes (Pontryagin) et hybrides pour représenter des problèmes d'optimisation à faible poussée, des propagateurs keplériens efficaces, des intégrateurs de Taylor, un propagateur SGP4, un support TLE et SATCAT, une interface de code JPL SPICE et plus encore.

• https://github.com/uc3m-aerospace/MOLTO-IT par l'Université Carlos III de Madrid sous licence MIT.

MOLTO-IT (Multi-Objective Low-Thrust Optimizer for Interplanetary Trajectories) est un outil Matlab entièrement automatisé pour la conception préliminaire de trajectoires d'assistance à faible poussée et multi-gravité Le logiciel combine une boucle externe qui fournit une optimisation multi-objectifs via une génétique algorithme (NSGA-II) avec une boucle interne qui fournit l'optimisation basée sur le gradient (fmincon) d'une paramétrisation de trajectoire à faible poussée basée sur la forme. Il inclut des simplifications telles que des corps coplanaires et aucune contrainte de propulsion forcée ainsi que la paramétrisation basée sur la forme de l'arc à faible poussée.

poliastro a été mentionné dans les commentaires, mais il ne fournit que des lois prédéfinies de guidage à basse poussée: https://docs.poliastro.space/en/latest/autoapi/poliastro/twobody/thrust/index.html