Рассматриваются задачи нахождения наискорейших перелётов космического
аппарата с одним притягивающим центром в различных постановках.
Для вычисления координат и скоростей небесных тел и космического аппарата
используется пакет SPICE, позволяющий вычислять эфемериды в нужный момент
времени. При этом учитывается множество факторов, влияющих на траектории небесных
тел, в том числе: притяжение 300 наиболее крупных тел Солнечной системы,
релятивистские эффекты, солнечный ветер.
Задачи космодинамики формализуются как задачи оптимального управления.
Основываясь на принципе максимума Понтрягина осуществляется переход от решения
исходных задач к решению краевых задач. Краевые задачи решаются методом стрельбы с
использованием метода Ньютона с модификацией Исаева-Сонина. Задачи Коши
интегрируются численно методом Рунге-Кутты 5-го порядка с автоматическим выбором
шага. Системы линейных уравнений решаются методом Гаусса с выбором главного
элемента. Решение строится в системе отсчёта J2000.
В результате численного решения краевых задач построены различные траектории
перелётов – экстремали Понтрягина, проводится их анализ в зависимости от параметров
задач. А именно, представлены результаты оптимизации экспедиции КА к Марсу и
Меркурию.