郑爱武 ，周建平

（1.北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094；

2.中国载人航天工程办公室，北京100720；3.北京航空航天大学宇航学院，北京100083）

1 引言

月球独特的空间位置、极具潜力的科学探索前景和丰富的可利用资源，决定了月球探测活动是当今世界航天领域中极具挑战性和显示度的领域之一。上个世纪50年代末以来，以美国和前苏联为首的世界航天大国开展了大量月球探测活动，取得了一系列成果，并带动了相关领域科技与应用的快速发展。在1959年到1976年的第一次探月高潮中，美国成功实施了6次载人登月，前苏联成功实施了2次无人月面自动巡视探测和3次无人采样返回任务。20世纪90年代开始，美国、俄罗斯、印度、日本和欧空局等主要航天国家和组织纷纷提出了新的月球与深空探测计划。美国登月的侧重点是资源方面，最终目的是火星，所以把月球当成中间站；欧洲的侧重点是技术，正在研究探月和登月的新方法和新技术；印度和日本的侧重点则是关于月球科学的研究。

在月球探测任务中，轨道的设计问题是所面临的一个最基本的问题，其设计的优劣直接影响任务执行的效果、甚至成败。近年来国内在载人登月轨道设计方面已取得了一些进展。刘兴隆基于圆锥曲线拼接法，从几何与力学角度对自由返回轨道进行了分析[1]。白玉铸等人应用分段受摄的高精度动力学模型，设计了搜索变量、约束条件与微分修正搜索算法，搜索得到了自由返回轨道和混合轨道[2]。……