满足约束条件的月球卫星飞行轨道的初步设计

讨论满足约束条件的月球卫星飞行轨道的设计问题，将约束条件分类为只与太阳，月球，地球，飞行器和观测站之间的相对位置有关的运行学约束条件以及涉及到飞行器轨道运行的动力学约束条件，在考虑月球卫星轨道的受力情况后，给出一种准确快速地计算和设计满足约束条件的标准飞行轨道的方法，并应用于不同约束条件下月球卫星的轨道预设计，初步讨论了轨道设计的误差分析，轨道跟踪及实时精密定轨等正在进行的其它相关工作。     

登月飞行轨道力学模型的选取

为了计算登月飞行轨道，需要知道摄动力对登月飞行轨道的影响，以便计入满足精度要求的所有摄动模型。与人造地卫星轨道相比，登月飞行轨道有一些不同的特征，这些特征使得登月飞行轨道所受的摄动力的影响不同于人造地球卫星所受的摄动影响。我们采用适当的方法选取了满足登月飞行轨道计算精度要求的摄动模型。     

关于登月习行轨道数值积分的讨论

讨论了登月飞行轨道的数值积分问题，根据两个标准－－积分精度和计算CPU时间，我们选择了合适的积分器，同时还讨论了登月飞行轨道的数值积分的误差传播问题，指出了登月飞行轨道与人造地球卫星轨道的差别。     

DE200／LE200和DE245／LD245历表——差别及其对登月轨道的影响

DE200／LE200和DE245／LE245都是行星和月球的精密历表。DE200／LE200已在很多领域（例如SLR和GPS）中得到了广泛应用，DE245／LE245却是刚发表不久的新历表。DE245／LE245中增加了DE200／LE200中没有同时提供的月亮天平动。本主要比较DE245／LE245和DE200／LE200的差别对月球探测器着月点位置的影响，得到的结论是如果要使着月点位置满足一定的精度要求，采用DE245／LE245历表比DE200／LE200历表更好。     

任务轨道设计

本文首先说明太空任务与轨道设计的关系，接着介绍轨道的基本性质。从地球重力势的观点看各种常用的绕地轨道，包括地球和太阳同步轨道及Molniya轨道。从扰动的观点看常用的星际轨道，包括LISA，ASTROD，SOHO轨道。最后对星际轨道设计，说明二点边界值问题的数值解法，飞掠星体的应用，最佳化的考虑，并用以设计2015年发射的ASTROD初步任务轨道。     

从地面发射月球探测器的窗口选择

典型的月球探测器飞行轨道包括地球停泊轨道段、地月转移轨道段、月球卫星轨道段和着月轨道段。首先介绍了设计从地面发射月球探测器轨道典型的约束条件;然后,借助于二体假设,建立解析表达式,分析各种约束对窗口选择的影响,给出了各轨道段概略的飞行时间和粗窗口;最后,利用精确的探测器轨道动力学模型,计算精窗口,并给出了一则算例,所得结论可为月球探测器轨道发射、轨道设计提供依据。     

从近地轨道入轨的载人登月发射窗口分析与设计

为了提高安全性和增加运载能力,现代载人登月将采用人货分运的方式.针对从近地轨道入轨的问题,建立从近地轨道出发,以自由返回轨道为设计目标,满足轨道约束、光照约束和测控约束的发射窗口的计算模型.提出多约束条件下发射窗口选择算法.最后,根据自由返回轨道的特点给出发射窗口仿真算例.研究结果表明,对于给定着月点和近地轨道,载人登月的发射窗口并不是每个月都会出现一次,但在1年中,仍有多次机会可供选择.     

纪念首次载人登月40周年——意义深远的阿波罗工程

2009年7月20日是一个值得纪念的一天。因为它是阿波罗11号实施首次载人登月40周年纪念日。阿波罗载人登月对人类社会在政治、科学、技术、经济、生活和甚至精神等方面产生了巨大影响和促进作用。目前．美国“重返月球”计划还将大量借鉴阿波罗载人登月工程的大量经验和技术,因为多项最新研究表明．阿波罗载人登月工程的许多方案和技术．即使在今天也不过时。     

太阳质量损失对地球轨道改变的长期影响的估计

研究了太阳质量损失对地球轨道２的长期影响。太阳质量损失包括太阳因光于辐射和太阳风流失两方面产生的质量损失。利用二体问题的中心体变质量的Ｊｅａｎｓ理论估计了太阳目前在主序阶段和将来后主序（红巨星＿阶段由于上述两种机制造成的质量损失对地球轨道改变的长期效应。计算结果表明：太阳质量损失在主序阶段对地球轨道改变的影响较小,但在后主序阶段对地球轨道改变的影响甚大,且此估计只是一种理论预测。     

月亮趣谈

月球是怎样来的？ 很多学者认为,月球是由大碰撞而来的。在太阳系演化初期,原始太阳附近的星际空间形成大量的物质环,在地球轨道上开始形成原始地球,在附近也形成了一个类似火星大小的天体。     

月球重力场对绕月低轨卫星的长期影响

从解析形式出发,利用月球重力场模型JGL165P1,分析了月球重力场(带谐项)对绕月低轨卫星的长期影响。为了减少计算误差,保证计算精度,在分析解中使用循环公式来计算倾角函数。结果指出对于一个高度为100km的极月轨道卫星,冻结轨道存在的可能性不大,但是当轨道倾角在i=90°附近或者高度再高一些,则有可能存在冻结轨道;对于100km高的初始圆轨道,卫星在无控的情况下半年内将会坠落到月球表面,如果高度增加到200km,则不进行轨道控制也不会坠落到月面上。利用仿真软件GEODYN解算出来的结果证实了上述结论。     

环月飞行器精密定轨的模拟仿真

以中国正在实施的探月计划“嫦娥1号”工程为背景，分析了在中国联合S波段(USB)测控网和甚长基线射电干涉(VLBI)跟踪网的现有空间分布、观测精度水平下的环月飞行器精密定轨．采用的方法是模拟仿真计算，即首先模拟观测数据，然后在计入各误差源的影响后进行求解，并对解算结果进行比较．模拟仿真的工具是美国宇航局哥达德飞行中心的空间数据分析软件系统GEODYN．环月飞行的主要误差源是月球重力场，为此首先讨论了目前精度最高的月球重力场模型JGL165P1的(形式)误差．在模拟了测距、测速以及VLBI的时延、时延率数据后，计入月球重力场的误差进行精密轨道确定．定轨时采用了减缩动力学(reduced dynamic)方法，即选用合适的经验加速度参数吸收重力场误差对定轨的影响．结果表明对于一个不将月球重力场作为主要科学目标的探月计划(如“嫦娥1号”)，减缩动力学方法是一个简单、有效地提高环月飞行器定轨精度的方法．     

月球卫星最优小推力变轨研究

对利用小推力发动机将月球探器从双曲线轨道转移到圆轨的燃料最省转移问题,进行了研究,首先,将问题分解为双曲线到椭圆的转移和从椭圆到目标圆轨道的转移两步,然后,分别利用遗传算法解决了冲量假设下的最估转移、小推力加速民政部下从双曲线到椭圆的转移轨道优化,以及转移时间有约束情况下的从椭圆到圆轨道的转移轨道优化问题。     

EN photographic Perseids

Many Perseid meteors were photographed in the Czech part of the European Fireball Network during the activity of the new strong and sharp maximum on August 12, 1993. Basic data on many of them were evaluated and radiants, atmospheric trajectories and some orbital elements are presented here and compared with atmospheric and orbital data of regular Perseids, which were photographed outside the new activity in 1993 and preceding years. No substantial difference between these two groups of Perseid meteors was found.     

Video observations, atmospheric path, orbit and fragmentation record of the fall of the Peekskill meteorite

Large Near-Earth-Asteroids have played a role in modifying the character of the surface geology of the Earth over long time scales through impacts. Recent modeling of the disruption of large meteoroids during atmospheric flight has emphasized the dramatic effects that smaller objects may also have on the Earth's surface. However, comparison of these models with observations has not been possible until now. Peekskill is only the fourth meteorite to have been recovered for which detailed and precise data exist on the meteoroid atmospheric trajectory and orbit. Consequently, there are few constraints on the position of meteorites in the solar system before impact on Earth. In this paper, the preliminary analysis based on 4 from all 15 video recordings of the fireball of October 9, 1992 which resulted in the fall of a 12.4 kg ordinary chondrite (H6 monomict breccia) in Peekskill, New York, will be given. Preliminary computations revealed that the Peekskill fireball was an Earth-grazing event, the third such case with precise data available. The body with an initial mass of the order of 10⁴ kg was in a pre-collision orbit with a = 1.5 AU, an aphelion of slightly over 2 AU and an inclination of 5. The no-atmosphere geocentric trajectory would have lead to a perigee of 22 km above the Earth's surface, but the body never reached this point due to tremendous fragmentation and other forms of ablation. The dark flight of the recovered meteorite started from a height of 30 km, when the velocity dropped below 3 km/s, and the body continued 50 km more without ablation, until it hit a parked car in Peekskill, New York with a velocity of about 80 m/s. Our observations are the first video records of a bright fireball and the first motion pictures of a fireball with an associated meteorite fall.     

Research in Astronomy and Astrophysics CONTENTS

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