地月转移轨道研究的基本模型主要是限制性二体模型和限制性三体模型。在限制性三体建模下,基于轨道分类理论的地月脉冲变轨比传统的霍曼变轨节省了更多的燃料(至少13%以上)。单独的"地球-月球-飞行器"的限制性三体问题无法应用轨道分类的理论进行轨道设计,必须加入太阳。文章考虑了月球升交点赤经、黄白交角,以及正确的地月系统稳定流形的方向,整个"太阳-地球-月球-飞行器"系统拆分为"地球-月球-飞行器"的平面圆型限制性三体问题,和"太阳-地球-飞行器"三维圆型限制性三体问题进行分析,并利用Matlab仿真验证了方案的可行性。
若采用圆型限制性三体问题模型 ,从近地停泊轨道上发射一个月球探测器 ,其最小初始速度必须使相应的Jacobi常数C小于某一临界值C2 .但这仅仅是探测器可能飞向月球的必要条件 ,而且这样飞向月球耗时过长 .若采用Hohmann转移轨道 ,则需要获得较大的变轨冲量 ,能量消耗较大 .如果需要仔细探测地月空间环境 ,而又不必很快地飞往月球 ,那么采用较大的太阳帆板 ,并使其法向有一特殊指向 ,可借助太阳光压加速引导探测器在不长的时间内飞往月球 .利用相应的分析和计算 ,证实上述考虑是有效的 ,而且若使太阳帆板截面积大到一定程度 (如果技术上能实现 ) ,则无需任何动力 ,也可借助光压将探测器推向月球 ,就像一条太空帆船 (简称太空帆 ) .