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Optimal Guidance and Control of Lunar Landers with Non-throttable Main Engine

Oehlschlägel, Thimo und Theil, Stephan und Krüger, Hans und Knauer, M. und Tietjen, J. und Büskens, C. (2011) Optimal Guidance and Control of Lunar Landers with Non-throttable Main Engine. In: Selected Papers of the 1st CEAS Specialist Conference on Guidance, Navigation and Control Advances in Aerospace Guidance, Navigation and Control, Selected Papers of the 1st CEAS Specialist Conference on Guidance, Navigation and Control . Springer Verlag. Seiten 451-463. ISBN 3642198163.

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Kurzfassung

Autonomous soft, safe and precise landing on celestial bodies like the Moon, planets and asteroids is still a challenging task for future exploration missions. To achieve a maximum of payload mass landed on the target body the trajectories of landing vehicles need to be (fuel) optimized. In order to allow an adjustability of the trajectory and a compensation of disturbances for all vehicles so far a thrust modulation is required. The drawback is that currently no main engine is available which allows the needed thrust modulation for an efficient, robust and safe landing on a celestial body like the Moon. The technology of the Apollo missions is not available anymore.Most planned lunar missions rely on the modulation capability of multiple engines where in some cases the thrust of the auxiliary engines for modulation is in the order of main engine thrust. This approach requires a large number of smaller engines to achieve the needed thrust modulation adding complexity and increasing the probability of failure. This paper shows a different approach to compute and control optimal trajectories for landing vehicles. It provides a new method for computing fuel efficient optimal trajectories which require minimal thrust modulation. A corresponding tracking control scheme is presented which allows the pre-computed optimal trajectory to be followed. The robustness of the method is discussed with results of a simulation.

Dokumentart:Beitrag in einem Lehr- oder Fachbuch
Titel:Optimal Guidance and Control of Lunar Landers with Non-throttable Main Engine
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Oehlschlägel, ThimoThimo.Oehlschlaegel@dlr.de
Theil, StephanStephan.Theil@dlr.de
Krüger, Hanshans.krueger@dlr.de
Knauer, M.NICHT SPEZIFIZIERT
Tietjen, J.NICHT SPEZIFIZIERT
Büskens, C.NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2011
Erschienen in:Selected Papers of the 1st CEAS Specialist Conference on Guidance, Navigation and Control
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:Selected Papers of the 1st CEAS Specialist Conference on Guidance, Navigation and Control
Seitenbereich:Seiten 451-463
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Holzapfel, F.NICHT SPEZIFIZIERT
Theil, S.NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Verlag
Name der Reihe:Advances in Aerospace Guidance, Navigation and Control
ISBN:3642198163
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Optimal Guidance, Optimal Control, Lunar Lander, Feedback Control
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:keine Zuordnung
DLR - Forschungsgebiet:keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):keine Zuordnung
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Regelungs- und Datensysteme
Hinterlegt von: Thimo Oehlschlägel
Hinterlegt am:14 Feb 2012 10:23
Letzte Änderung:22 Jan 2015 12:39

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