小天体探测是21世纪深空探测的又一个热点,欧美航天大国都进行了实质的探测活动,并且新的探测计划也在开展当中。小天体探测不同于近地空间探测,有许多关键技术需要解决,转移轨道设计就是其中一项富有挑战性的关键技术。为此本论文基于小天体撞击任务构想,对小天体探测轨道设计进行了深入研究,主要内容如下:首先,对小天体撞击转移轨道的设计方法进行了研究。详尽描述了基于能量等高线图法的最优发射机会搜索原理,给出了最优发射机会的搜索流程。在转移轨道优化方面,依据状态转移矩阵和古典变分原理,推导出速度增量和自由变量之间的解析偏导数关系,引入了梯度下降法求解最优发射时间和飞行时间。建立精确的动力学模型,给出了基于打靶法的精确轨道设计方法。其次,对小天体撞击任务转移轨道进行了设计。根据任务需求和我国科学技术水平,选取了撞击目标以及备选撞击目标,并对撞击任务轨道设计约束进行了综合考虑和分析。针对Wirtanen彗星,详细论述了以其作为撞击目标的转移轨道设计过程,包括发射能量、撞击时间和发射窗口的确定,给出了转移轨道方案。另外,又以其它备选彗星为目标,设计了撞击转移轨道。最后,本文在轨道仿真方面也做了部分工作,完成了轨道仿真分系统的开发。轨道仿真分系统主要是以VC++、pRTI和STK为开发工具,并运用了STK/X技术,实现了VC++和STK的无缝连接。轨道仿真分系统调用STK完成深空撞击轨道的仿真计算,并通过RTI与其它联邦成员交互,实现与深空撞击器其它仿真分系统的接口。