地月DRO星载光学测量近地小行星轨道确定

针对地基光学监测系统对近地小行星在近太阳方向的监测存在盲区的问题,提出了远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)天基光学平台对近地小行星进行跟踪定轨的方法.通过可视性分析,筛选仿真观测数据,利用美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)公布的小行星初始轨道信息对不同轨道类型的目标天体进行轨道确定,将计算结果与参考轨道对比分析.仿真结果表明:在测量精度2角秒,定轨弧长3年的情况下,DRO平台对仿真算例中所选择的近地小行星的定轨精度可以达到几十公里量级,其中Atira型轨道精度可达10公里以内.由此可见,DRO天基平台对近地小行星具有较好的监测能力,定轨精度能实现对目标小行星的精确跟踪,并对其进行轨道预报.     

不同测站近地小行星地基观测效能评估研究

目标的完备性搜索是开展近地小行星预警和防御的前提. 为量化评价近地小行星观测效能, 提高监测设备使用效率, 提出一种综合望远镜参数和测站天文条件的观测效能评估方法. 以观测目标信噪比作为检测指标, 设定检测条件形成目标检测方法, 定义评价指标用于评估近地小行星观测效能. 再基于近地小行星轨道数据和尺度分布模型, 建立近地小行星轨道数据模拟样本库. 最后选取中国科学院紫金山天文台盱眙观测站和中国科学院国家天文台冷湖观测台址, 仿真分析近地天体望远镜对直径0.01--30km近地小行星的观测效能, 结果表明: 不考虑两观测站年有效观测时间差异, 近地天体望远镜在冷湖观测全尺寸模拟样本的效能比在盱眙提高了5.21倍, 其中对1km以上直径目标的观测效能相当, 对1km以下直径目标的观测效能差异开始显现, 对0.1km以下直径目标冷湖优势更显著.     

小行星(469219) Kamo`oalewa轨道的确定与误差分析

作为一颗与地球共轨道的小行星,(469219)Kamo'oalewa是一个具有很高研究价值的近地小天体,也是中国首次小行星探测计划的目标天体之一.针对其轨道特性,建立了兼顾太阳、地球和月球非球形引力作用的小行星动力学模型.并在该模型的基础上,利用国际小行星中心(Minor Planet Center,MPC)提供的2004|2018年间的光学观测数据对该小行星的轨道进行确定.拟合后观测残差的均方根误差约为0:2″(与美国喷气推进实验室的Horizons在线历表系统相当),其中2004年期间数据的观测残差有所改进.最后,对小行星(469219)Kamo'oalewa的轨道误差进行了详细分析,并预报了2020-2025年期间该小行星的轨道误差.     

近地小行星发现数目与发现场景的统计分析

近地小行星是一类可能对地球安全造成潜在威胁的太阳系小天体, 目前绝大部分的近地小行星是由地基望远镜发现的, 且数目仍在不断增加. 为了对我国未来开展近地小行星发现监测提供参考和借鉴, 利用国际小行星中心公开的数据库对所有近地小行星首次发现时刻的观测资料开展了多维度统计分析. 发现望远镜探测能力的限制会对近地小行星的发现造成选择效应, 导致不同轨道类型近地小行星发现的相对比例逐年变化且与直径有关. 另外, 结合数值模拟获得的轨道数据, 对近地小行星首次发现时的观测场景进行了还原, 获得了发现时刻近地小行星位置在不同天球坐标系的分布, 分析了其分布特征与季节、测站纬度和小行星直径的依赖关系. 最后, 通过分析数据定量考察了太阳、月球和银道面对近地小行星发现的影响, 发现地基望远镜一般难以发现来自太阳方向90$^\circ$范围内直径140m以下的近地小行星, 并且随着小行星直径的减小该限制范围也将变大; 月光污染对近地小行星发现的影响也非常显著, 望月前后几天的观测限制可导致约29%的目标无法被发现, 而且分析表明农历上半月发现的目标一般比下半月发现的更难以被跟踪观测; 银道面特别是银心方向会对近地小行星发现产生影响, 使得黄道面附近存在与季节相关的观测``盲区''.     

相互逼近技术用于小行星702(Alauda)的高精度位置测量试验

将相互逼近(Mutual Approximation)技术从天然卫星的天体位置测量拓展到小行星和邻近盖亚(Gaia)星表参考星的相对位置测量,希望获得更高的小行星位置测量精度.使用中国科学院云南天文台1 m光学望远镜在2020年11月11～12日对小行星702(Alauda)进行了观测试验.在观测资料中,目标小行星共有...     

国际小行星搜寻最新成果

2010～2011年度第六期国际小行星搜寻活动于2010年12月13日～2011年1月22日举行,第七期活动于2011年4月5日～2011年5月22日举行。两期活动先后有十八个学校的一百多位学生参加,取得了丰硕的成果：发现主带小行星7个,证认近地天体4个,进行近地天体观测100多次。     

小行星网络数据库发展评述

评述了近年来国际上与小行星相关的网络数据库的发展概况和意义。概要介绍了小行星轨道数据库、小行星测光数据库、小行星红外数据库、近地小行星数据库和小行星综合数据库的开发成果和应用价值，以及基于小行星数据库的历表服务；展望了小行星网络数据库的发展趋势。     

近地小行星(10302) 1989 ML和(4660) Nereus的轨道特征及演化分析

近地小行星(10302) 1989 ML和(4660) Nereus作为下一代深空探测的候选目标一直备受关注. 在考虑太阳系主要天体的动力学背景下, 通过计算最大Lyapunov指数(MLE)及MEGNO (Mean Exponential Growth factor of Nearby Orbits)指数讨论它们的稳定性. 同时, 对每个小行星, 在其观测误差范围内按多元正态分布各选取1000个克隆粒子, 通过统计分析显示这两个小行星在10万年内可能的运动范围, 给出半长径-偏心率空间中的出现次数分布图, 并统计小行星与地球或其他大行星之间的密近交汇及碰撞的概率. 此外还对这两个小行星的标称轨道进行长期共振、Kozai共振及平运动共振的动力学分析. 综上得出结论, 1989 ML处在平运动共振主导的区域, 发生密近交汇的概率较小, 从而其轨道相对较稳定; 而Nereus处在地球的密近交汇区域, 轨道极不稳定.     

小行星空间观测

在现代天文学中,无处不闪耀着空间天文的"身影",就连"身体瘦小"的太阳系小行星也不例外。第一艘观测小行星的空间飞行器是"伽利略"飞船,它发射于1989年10月18日,是用来观测木星的。它在飞往木星途中顺便观测了两颗近地小行星,一颗是951号"加斯帕",另一颗是243号"艾达"。1996年2月17日第一艘专门测量近地小行星的飞船--"近地小行星会合飞行"升空,其任务主要是测量433号"爱神星"。"近地小行星会合飞行"的初始轨道位于黄道面内,周期为两年,这允许它在飞行途中可观测其他小行星。1997年6月27日当它与253号"马泽尔德"相遇时,"举起"其"…     

近地小行星轨道演化的数值研究与辛算法有效性的探讨

本文采用改进的显式辛算法（symplecticalgorithm）和嵌套的RKF7（8）积分器对43颗已命名（或编号）的近地小行星的轨道演化进行数值研究．在力学模型上,除考虑各大行星的引力振动外,还增加了后牛顿效应,而在算法上则着重探索辛算法在近地小行星轨道演化研究中的应用前景,特别是当小行星与某一大行星靠近时辛算法的有效性．本文的结果可为了解近地小行星的轨道演化状况和对它们进行监测提供可靠的信息．     

近地小行星轨道演化的研究

主要阐述近年来在近地小行星轨道演化研究工作中所获得的一些基本结果，即合理的力学模型和相应的有效算法，并以实际预报算例（近地小行星与地球的交会状态）与有关权威性的结果作了比较，证实这些研究结果确实是可信的。在给出的力学模型中，考虑了所有可能影响近地小行星运动的力学因素，包括各大天体和较大的主带小行星的引力作用、有关天体的扁率影响以及源于太阳引力的后牛顿效应。而在计算方法中，合理地处理了变步长问题和月球位置量这种相对而言的快变化问题，使得数值求解一个高维方程组时，对各天体而言，可采用同一步长进行 积分，避免了求解过程中的复杂性。     

小行星YORP效应的可探测候选体

YORP (Yarkovsky-O''Keefe-Radzievskii-Paddack)效应是小行星长期动力学演化的机制之一. 与碰撞、引力摄动等因素相比, YORP效应作用量级小, 短时标观测效应不明显, 这给直接测量YORP效应带来了很大的困难. 利用小行星光变数据库中已知的小行星数据, 统计了小行星的自转速率分布, 使用核密度估计以及Kolmogorov-Smirnov检验分别分析了近地小行星和主带小行星自转速率的分布特性, 分别给出了在近地小行星和主带小行星中寻找受YORP效应影响减速自转的最佳样本群; 基于7颗已被探测到YORP旋转加速度的近地小行星, 利用YORP强度估计方法和光变探测条件建立了筛选模型, 给出了未来可直接通过光变数据探测\lk YORP效应的10颗近地小行星.     

短期威胁小行星

为更明确近地小行星撞击地球威胁的监测预警需求, 提出了"短期威胁小行星"的概念, 即未来100yr内可能对地球造成撞击威胁且等效直径大于10m的近地小行星. 以目前已发现的756颗短期威胁小行星为基础, 分析短期威胁小行星的轨道分布特点, 研究显示其与一般近地小行星的轨道分布存在差异, 短期威胁小行星的轨道半长轴更集中于1au, 轨道面更集中于黄道面. 基于近地小行星的数量模型, 初步建立了短期威胁小行星的数量估计模型, 并预估了未来100yr内存在撞击可能的短期威胁小行星的总体数量. 短期威胁小行星的特定研究对制定近地小行星搜巡监测策略有重要意义.     

天球参考架零点的测定(Ⅲ)─—用不同小行星测零点改正的权重

从以往的资料看出，太阳系天体中不同观测对象对天球参考架零点改正的权重是不同的，以不同的小行星为观测对象，其零点改正的结果之间也有较大的差异，因为它们的轨道根数是不相同，本文利用最小二乘法方法分析了不同类型轨道的小行星在测定Ｅ和Ｄ改正时最或然值的偏差量以及必须满足的观测条件。此工作是为今后有效地选取合适的小行星观测来测定零点改正作准备；同时，这一方法也能够分析实测所得到的Ｅ和Ｄ的精度     

天球参考架零点的测定（Ⅲ）—用不同小行星测零点改正的权重

从以往的资料看出，太阳系天体中不体观测对象对天球参考架零点改正的权重是不同的，以不同的小行星为观测对象，其零点改正的结果之间也有较大的差异，因为它们的轨道根数是不相同，本文利用最小二乘法方法分析了不同类型轨道的小行星在测定Ｅ和Ｄ改正时最或然值的偏差量以及必须满足的观测条件。     

天体运动的轨道偏心率研究概述---从恒星系统到行星系统

偏心率是描述天体运动轨道的重要参数之一, 能够为揭示天体的动力学演化提供重要线索, 进而帮助理解天体形成与演化的过程及背后的物理机制. 随着天文观测技术的不断发展, 人们对于天体运动轨道的研究已经走出太阳系, 包含的系统也从大质量端的恒星系统延伸到了低质量端的行星系统. 聚焦天体轨道偏心率研究, 回顾了目前在恒星系统(包括主序恒星、褐矮星以及致密星)和行星系统(包括太阳系外巨行星以及``超级地球''、``亚海王星''等小质量系外行星)方面取得的进展, 总结了不同尺度结构下偏心率研究的一些共同之处和待解决的问题. 并结合当下和未来的相关天文观测设备和项目, 对未来天体轨道偏心率方面的研究工作进行了展望.     

用小行星观测检测星表的系统误差

本文提出了用小行星观测检测星表系统误差的方法。叙述了选取小行星的方法及小行星轨道真值的求解方法,介绍了怎样用小行星观测来体现和确定星表的系统误差。     

国际小行星搜寻活动

2008年2月1日至3月14日和3月17日至4月30日,历时三个月共两期国际小行星搜寻活动（International Asteroid Search Campaign,简称IASC）已经圆满结束。中国、德国、意大利、日本、摩洛哥、波兰、葡萄牙、美国、加拿大等9个国家的几十所学校参加了活动。到目前为止,两期活动共发现主带小行星6颗,证认了近地小行星34颗,获得虚拟撞击体观测结果6次。中国学生在此次活动中发现主带小行星1颗,证认了近地小行星4颗,获得虚拟撞击体观测结果1次。     

小行星与彗星—近地小行星,主带小行星和彗星之间相互关系探讨

小行星和彗星都是太阳系中的小天体,而近地小行星又是小行星中特殊的一类。近年来对近地小行星的观测和研究已全面开展,这已成为当今太阳系研究的前沿领域之一。本文初步探讨太阳系中不同小天体之间的关系:1.小行星与短周期彗星之间的关系;2.近地小行星与主带小行星和短周期彗星之间的关系。最近的观测研究表明某些小行星可能是由彗星演变来的,而某些近地小行星可能来源于主带小行星和死亡的彗核。     

近地小行星轨道演化的研究现状

近地小行星由于与地球的特殊关系为世人所瞩目, 对其研究始于５０ 年代, 近年来已成为太阳系动力学中的一个热门课题。全面地介绍了近年来关于近地小行星（ 小天体） 的研究状况, 包括对近地小行星轨道演化的研究方法和主要结果。阐明了在轨道演化过程中相应力学模型的选取、有关数值方法的引用以及积分步长变化的处理等具体问题, 并介绍了轨道长期共振的作用以及对这种共振的处理方法, 最后给出了根据目前研究所知的与地球轨道距离最近的一些小行星的轨道特征等。