Practical applications for the orbital butterfly family

Abstract

[EN] The lunar mission market is experiencing significant development and growth. Future lunar missions are driven by scientific exploration, resource utilisation and the establishment of a sustainable human presence. The first step in achieving these goals is to be able to observe and communicate with the Earth and the Moon in a continuous and optimised way. The paper aims to fill the literature gap in practical applications for the Mariposa family by proposing three different synodic resonant Mariposa orbits that could outperform the current reference orbit for cislunar architecture, known as Nearly Rectilinear Halo Orbit (NRHO), in terms of energy/time consumption. It will be shown how they avoid solar and lunar eclipses in the different reference systems, their broad qualities with respect to their stability, and the transfer cost between a parking orbit on Earth and a butterfly orbit.

[ES] El mercado de las misiones lunares está experimentando un importante desarrollo y crecimiento. Las futuras misiones lunares están impulsadas por la exploración científica, la utilización de recursos y el establecimiento de una presencia humana sostenible. El primer paso para alcanzar estos objetivos es poder observar y comunicarse con la Tierra y la Luna de forma continua y optimizada. El trabajo pretende cubrir la falta de literatura en aplicaciones prácticas para la familia Mariposa proponiendo tres órbitas mariposa resonantes sinódicas diferentes que podrían superar a la órbita de referencia actual para la arquitectura cislunar, conocida como Órbita Halo Casi Rectilínea (NRHO), en términos de consumo de energía/tiempo. Se mostrará como evitan los eclipses solares y lunares en los diferentes sistemas de referencia, sus amplias cualidades con respecto a su estabilidad, y el coste de transferencia entre una órbita parking en la Tierra y una órbita mariposa.