• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권4호
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• pp.729-739
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• 2017

The objective of this study was to optimize minimum-energy impulsive spacecraft intercept using genetic algorithms. A mathematical model was established on two-body system based on f and g solution and universal variable to address spacecraft intercept problem for non-coplanar elliptical orbits. This nonlinear problem includes many local optima due to discontinuity and strong nonlinearity. In addition, since it does not provide a closed-form solution, it must be solved using a numerical method. Therefore, the initial guess is that a very sensitive factor is needed to obtain globally optimal values. Genetic algorithms are effective for solving these kinds of optimization problems due to inherent properties of random search algorithms. The main goal of this paper was to find minimum energy solution for orbit transfer problem. The numerical solution using initial values evaluated by the genetic algorithm matched with results of Hohmann transfer. Such optimal solution for unrestricted arbitrary elliptic orbits using universal variables provides flexibility to solve orbit transfer problems.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권11호
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• pp.902-910
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• 2018

본 논문은 지구의 J2 섭동을 고려한 비공면 타원궤도에서의 우주비행체의 요격 문제를 다룬다. J2에 의한 영향은 지구를 돌고 있는 우주비행체 궤도를 변화시키는 주된 요인이 되며, 이를 해결하기 위해 실시간 요격 방법을 제안한다. 구형의 지구와 순간추력을 고려한 운동방정식을 기반으로 최적화 문제를 구성하고 수치적으로 얻어진 최적해를 인터셉터의 추진방향으로 설정한다. 위치 오차는 최적화 문제를 반복적으로 해결하고 인터셉터의 추진방향을 수정하는 방식으로 해결한다. 다양한 궤도를 상황을 고려하여 제안하는 방법을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.775-783
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• 2017

본 논문에서는 서로 다른 궤도상에 있는 두 우주비행체의 랑데부를 위한 최소 에너지 순간추력을 구하는 문제를 다룬다. 두 우주비행체의 궤도는 공면 궤도나 원 궤도 같이 특정 지어진 궤도가 아닌 일반적인 궤도이다. 이러한 최적화 문제를 다루기 위해 범용변수를 사용한 케플러 방정식과 두 우주비행체의 최종 위치 및 속도를 구속조건으로 사용하며, 전이 궤도의 정보를 얻기 위해 라그랑지 계수를 이용한다. 이 방법은 최소 에너지를 고려한 예시와 대기시간까지 고려한 예시를 통해 보여 지며, 최소 에너지 궤도로 알려진 호만 궤도와 비교함으로써 검증된다. 비록 닫힌 형태의 해를 얻을 수는 없었지만, 수치해석적 방식을 적용함으로써 다양한 궤도 전이 문제의 해를 구할 수 있음을 보여준다.