Interplanetary Mission Analysis and Design

این کتاب تکنیک‌های تحلیل و طراحی ماموریت فعلی را توصیف می‌کند که ممکن است برای طیف بسیار گسترده‌ای از مأموریت‌های بین سیاره‌ای از مأموریت‌هایی که سیارات درونی را هدف قرار می‌دهند تا سیارات بیرونی و مسیرهای فرار منظومه شمسی را مورد استفاده قرار دهند. فصول اولیه شامل مقدمه و شرحی از مبانی مأموریت های بین سیاره ای، جنبه های خروج از زمین و انتخاب و درج مدار سیاره است. بحث در مورد سیستم های رانش مختلف برای انتقال بین سیاره ای با مروری دقیق از تکنیک های انتقال، از جمله اصول کمک گرانشی و طیف وسیعی از کاربردهای این تکنیک، انتقال کم رانش در ترکیب با کمک گرانشی و برای فرار و گرفتن سیاره و استفاده از اغتشاشات گرانشی چند بدنه فصل آخر به روش‌های مختلف بهینه‌سازی برای مأموریت‌های بین سیاره‌ای می‌پردازد.

دینامیک مسائل تحلیل شده و الگوریتم‌هایی که ممکن است برای حل مسائل مورد استفاده قرار گیرند ارائه می‌شوند. مشکلات عملی که ممکن است با آن مواجه شوید نیز مورد بحث قرار گرفته است. گزینه‌های طراحی ماموریت در زمینه انواع فضاپیما، از راکت‌های رانش بالا، حرارتی هسته‌ای تا سیستم‌های رانش کم رانش یونی در نظر گرفته می‌شوند. مجموعه‌ای از نمونه‌های خاص در پیوست‌ها به تفصیل توضیح داده شده‌اند که طراحی مأموریت «پایان به انتها» را برای برخی از سناریوهای مأموریت فضایی موضعی پوشش می‌دهد.

The book describes current mission analysis and design techniques that may be applied to a very wide range of interplanetary missions from those targeting the inner planets to those destined for the outer planets and Solar System escape trajectories. The early chapters comprise an introduction and a description of the fundamentals of interplanetary missions, aspects of leaving Earth and planet orbit selection and insertion. A discussion of various propulsion systems for interplanetary transfer is followed by a detailed overview of transfer techniques, including the principles of gravity assist and a range of applications of this technique, low-thrust transfers in combination with gravity assist and for planetary escape and capture and the utilisation of multi-body gravity perturbations. The final chapter deals with various optimisation methods for interplanetary missions.

The dynamics of the problems are analysed and algorithms that may be used to solve the problems are presented. Practical difficulties that may be encountered are also discussed. The mission design options are considered in the context of spacecraft types, ranging from high thrust, nuclear thermal rockets to low thrust ion propulsion systems. A series of specific examples are described in detail in the appendices, covering ‘end-to-end’ mission design for some topical space mission scenarios.