OPTIMAL ORBIT TRANSFER UNDER EARTH ZONAL POTENTIAL

지구 비대칭 중력장 내에서 에너지 최적화 궤도전이

It was investigated that the effect of zonal harmonics to transfer orbit. Since parking orbit is located at low altitude, the zonal harmonics affects transfer orbit relatively high sense. So under the zonal harmonics, eccentricity and semi-major-axis which were related orbit altitude at the first hand, were investigated. As a result the zonal harmonics increases the altitude of apogee of transfer orbit. So if the zonal harmonics is considered in orbit transfer the fuel can be saved a little.

인공위성은 주차궤도(parking orbit)에서 최종궤도(final orbit)에 진입시키기 위해서는 많은 연료가 소모되고 또한 잔여 연료는 위성의 수명을 좌우하므로 궤도전이에 사용되는 연료의 효율을 극대화시키기 위한 한 가지 일환으로 지구의 비대칭 중력장이 궤도전이에 미치는 효과에 대하여 연구해 보았다. 주차궤도는 매우 낮은 고도에 위치하고 있으므로 지구의 비대칭 중력은 주차궤도로부터 최종궤도로 진입하기 위한 전이궤도(transfer orbit)에 비교적 커다란 영향을 미친다. 이러한 영향을 알아보기 위해 6가지 궤도요소 중에서 위성의 고도에 직접 관련이 있는 궤도의 이심률과 반장경의 변화를 토대로 위성의 고도와 속도의 변화량을 알아보았다. 그 결과 전이궤도의 원지점은 비대칭 중력장의 섭동으로 인해 고도가 증가하게 되고, 고도가 증가함에 따라 원지점에서의 속도는 감소하게 된다. 따라서 지구 비대칭 중력을 고려했을 경우에는 그렇지 않은 경우보다 연료의 소모가 적은 것으로 나타났다.