细长小行星探测动力学与控制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 2

1.2 小行星分类与细长小行星 3

1.2.1 轨道分布与光谱特性 3

1.2.2 细长小行星 5

1.3 小行星探测进展与挑战 6

1.3.1 小行星探测任务 6

1.3.2 小行星探测之挑战 7

1.4 小行星的奇特动力学 9

1.4.1 雅科夫斯基效应和YORP效应 10

1.4.2 引力平衡点与局部流形 11

1.5 周期轨道与悬停轨道 13

1.5.1 自然周期轨道 13

1.5.2 悬停飞行轨道 15

1.6 小结 16

参考文献 16

第2章 不规则小行星引力场模型 21

2.1 引言 22

2.2 轨道动力学建模 23

2.2.1 引力作用范围与参考坐标系 23

2.2.2 质点运动方程 25

2.3 不规则引力场的描述 27

2.3.1 引力场建模方法概述 28

2.3.2 多面体法 30

2.3.3 简化模型法 33

2.4 Chermnykh偶极子模型 35

2.4.1 动力学方程 36

2.4.2 引力平衡点 37

2.5 偶极子模型平衡点特性 40

2.5.1 平衡点拓扑分类 41

2.5.2 平衡点附近扰动解 42

2.6 小结 47

参考文献 47

第3章 偶极子模型的改进 51

3.1 引言 52

3.2 单椭球偶极子模型 52

3.3 赤道面内引力平衡点 54

3.3.1 平衡点分布特征 56

3.3.2 模型参数对平衡点的影响 58

3.4 赤道面内平衡点稳定性 61

3.4.1 共线平衡点 62

3.4.2 非共线平衡点 64

3.5 赤道面外引力平衡点 65

3.5.1 平衡点位置 66

3.5.2 模型参数的影响 67

3.6 赤道面外平衡点稳定性 68

3.7 双椭球偶极子模型 71

3.7.1 引力平衡点 71

3.7.2 三类双椭球改进模型 72

3.8 小结 76

参考文献 77

第4章 用简化模型近似细长小行星引力场 79

4.1 引言 80

4.2 偶极子模型近似细长小行星 80

4.2.1 平衡点位置近似方法 81

4.2.2 仿真算例与讨论 84

4.2.3 偶极子模型近似效果 87

4.3 极子棒模型动力学特性 90

4.3.1 动力学方程与受力比 91

4.3.2 引力平衡点与稳定性 92

4.4 引力梯度近似方法 97

4.4.1 简化模型参数优化 97

4.4.2 小行星（8567）1996 HW1算例 98

4.4.3 与其他简化模型的比较 101

4.5 仿真算例与讨论 102

4.5.1 误差分析与计算效率 102

4.5.2 近似433 Eros小行星 105

4.6 小结 106

参考文献 107

第5章 环绕细长小行星的周期轨道 109

5.1 引言 110

5.2 环绕周期轨道 111

5.2.1 周期轨道定义 111

5.2.2 传递矩阵与单值矩阵 112

5.2.3 分层网格法与轨道延拓 113

5.3 小行星1620 Geographos绕飞周期轨道 115

5.3.1 引力平衡点局部周期轨道 116

5.3.2 大范围周期轨道 118

5.4 其他类型周期轨道 120

5.4.1 线性稳定平衡点E1绕飞轨道 121

5.4.2 线性稳定三角平衡点周期轨道 122

5.4.3 其他新型周期轨道 124

5.5 最优控制方法求解周期轨道 125

5.5.1 间接法求解周期轨道 126

5.5.2 两类赤道面内周期轨道 128

5.5.3 倾角轨道及其延拓 131

5.6 小结 132

参考文献 133

第6章 广义甩摆与太阳帆悬停 135

6.1 引言 136

6.2 广义甩摆 136

6.2.1 甩摆轨道能量方程 137

6.2.2 单次甩摆动力学机理 139

6.3 广义甩摆参数化讨论 140

6.3.1 近拱点对甩摆轨道的影响 140

6.3.2 小行星附近逃逸轨道 143

6.4 本体悬停飞行与太阳帆航天器 146

6.4.1 悬停飞行动力学建模 146

6.4.2 太阳帆航天器 147

6.4.3 太阳帆简化模型 148

6.5 悬停探测球形小行星 150

6.5.1 太阳帆悬停动力学 151

6.5.2 太阳帆模型对悬停轨道的影响 153

6.5.3 小行星自转周期与悬停半径 155

6.6 悬停探测细长小行星 157

6.6.1 太阳帆航天器可行悬停轨道 158

6.6.2 悬停探测小行星951 Gaspra 162

6.7 小结 164

参考文献 165