本文作者：天疆说
研究背景
低能转移轨道是地月空间任务的关键使能技术之一。传统的Hohmann转移需要较大的速度增量（Δv约3.2 km/s），而利用三体动力学中的不变流形结构，可以实现显著的燃料节省。
低能转移的核心思想是利用平动点附近的动力学特性：在CRTBP框架下，平动点（尤其是L1和L2）周围存在一族周期/准周期轨道（如Halo轨道、Lissajous轨道），这些轨道的稳定/不稳定流形构成了相空间中的"管道"，可以自然连接不同的区域。
关键技术
不变流形与转移轨道设计
- 稳定流形：沿稳定流形运动的轨道会自然趋近目标轨道
- 不稳定流形：沿不稳定流形运动的轨道会自然离开当前轨道
- 流形拼接：通过拼接出发轨道的不稳定流形和到达轨道的稳定流形，可以设计低能转移轨道
Lissajous中转站方案
利用Lissajous轨道作为中转站，可以实现更灵活的轨道设计：
- Lissajous轨道是准周期轨道，相比Halo轨道具有更大的振幅范围
- 通过Lissajous轨道的流形网络，可以覆盖更广的转移需求
- 适用于地月L1/L2点的空间站、通信中继等任务场景
轨道优化方法
低能转移轨道的设计通常涉及多目标优化问题：
- 最小化总速度增量（Δv）
- 最小化转移时间
- 满足发射窗口约束
- 考虑轨道保持需求
常用方法包括打靶法、微分进化算法、多目标遗传算法等。
地月空间低能转移轨道
相关文献：
[1] 乔琛远, 杨乐平. 地月L1点低能转移轨道设计与优化[J]. 系统工程与电子技术, 2024, 46(10): 3519-3527.
[2] 余会昌, 代洪华, 张继烨, 等. 基于Lissajous中转站的低能转移轨道设计与应用[J]. 西北工业大学学报, 2025, 43(2): 212-221.
[3] 朱彦伟, 蒋昕玙, 陈昱桔, 等. 星历模型下基于多重打靶拼接的长期近直线晕轨道设计方法[J]. 中国空间科学技术（中英文）, 2026: 1-11.
[4] Genszler G, Savransky D, Soto G J. Surveying orbits in cislunar space for telescope-starshade observatories[J]. Acta Astronautica, 2026, 244: 445-455.
相关链接