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。     

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。     

关于近地小行星轨道演化的初步探索

本文采用改进的显式辛算法和嵌套的PKF7（8）积分器同时对86颗已命名（或编号）的近地小行星的轨道演化进行了数值研究，在103－104年的时间尺度上，给出了这些小行星轨道演化的状况以及它们与几颗大行星靠近的最小距离，特别是与地球接近的最小距离可小于0．01天文单位，甚至可能比月球还更靠近地球．     

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．     

共振在近地小行星轨道演化中的作用

本文采用了合理的力学模型和可靠的计算方法,研究了近地小行星轨道运动,揭示了共振（轨道共振和长期共振）在其轨道演化中的作用,并初步探讨了近地小行星的起源问题。     

皖小行星轨道演化的研究现状

近地小行星由于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的研究状况,包括对近地小行星轨道演化的研究的方法和主要结果。     

特殊近地小行星1989FC的轨道研究

阿波罗型小行星1989 FC于1989年3月23日(ET)几乎掠地而过,与地球近达0.0046AU,创小行星近地纪录,引起人们极大的关注与兴趣。本文考虑九大行星、月球的精确摄动与广义相对论效应,精确地计算研究了这颗特殊近地小行星在未来一世纪内轨道的动力学演变,发现在2051年3月24.25日(ET),此星还将再次非常接近地球达0.012AU,但不会极度接近以致碰撞,届时将是对1989 FC作观测研究以致空间开发利用的有利时机。     

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.     

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''.     

如何应对近地小行星撞地的威胁

2012年1月27日,一颗公共汽车大小的小行星与地球擦肩而过,距离地球最近时只有6万千米。这颗名为“2012BX34”的小行星位列20颗最接近地球的小行星之首。尽管它没有对地球造成威胁。但再次向地球人敲响了警钟,要加速研究如何防止近地小行星撞击地球的方法和技术了,因为小行星撞击地球是世界上四大突发巨大灾难之一,早晚有一天会撞击地球。     

JOINT LIGHTCURVE OBSERVATIONS OF 10 NEAR-EARTH ASTEROIDS FROM MODRA AND ONDŘEJOV

The effort in photometry of near-Earth asteroids (NEAs) at Modra Observatory has been enhanced following a recent collaboration with Ondřejov Observatory. We present a part of our collaborative work on measuring rotation lightcurve data for 10 NEAs. We derived following synodic periods P and amplitudes of their composite lightcurves: (3553), 3.1944 h, 0.08 mag; (22753), 10.24 h, 0.11 mag; (31669), 5.807 h, 0.07–0.27 mag; (40267), 4.9568 h, 1.01–1.11 mag; (66146), 2.3774 h, 0.12–0.15 mag; (88188), 2.6906 h, 0.06 mag; (103067), 9.489 h, 0.49 mag; 2001 CB₂₁, 3.302 h, 0.19 mag; 2004 LJ₁, 2.7247 h, 0.17–0.59 mag; 2004 XO₁₄, 8.417 h, 0.19–0.25 mag. While the derived periods are unique (the reliability code U=3) for most of the objects, those of (3553), (22753) and 2001 CB₂₁ are somewhat less reliable (U=2). We checked all the U=3 data for deviations from strict periodicity, but found no significant attenuation that would indicate the presence of a satellite. Absolute magnitudes in Cousins R band (H _R ) were derived for (3553), 16.05; (40267), 15.59; (88188), 16.04; 2004 XO₁₄, 15.84; errors of the first three H _R estimates are 0.20 mag, but that of 2004 XO₁₄ is <0.10 mag.     

关于太阳系小天体轨道演化的算法研究

太阳系小天体的运动对应—哈密顿(Hamilton)系统,对其轨道演化的数值研究宜采用哈密顿算法(即辛算法)。本文将仔细讨论这一问题,并以主带小行星的运动为例,较系统地介绍几种辛算法对应的显式辛差分格式。     

关于土卫八运动的轨道解

为了适应星际探测的需求,本文建立了在新的精度要求下土星卫星运动对应的力学模型,具体讨论了土卫八的运动,并针对主要摄动源土卫六的引力作用,建立了轨道变化的分析解,以此表明建立了土卫运动理论该采取的途径和精密定轨宜采用以轨道根数作为状态量的数值定轨方法。     

用LLR资料解算日月轨道根数

本文推导了激光测月资料归算中测距对地月系轨道根数的偏导数，并对所得偏导数进行了精度估计，利用这些偏导数和１９８８年至１９９２年全球激光测月资料解算了日月轨道根数，得到了比较理想的结果。     

土星卫星的精密定轨方案

由于星际探测事业的发展,对土星卫星的定位精度要求愈来愈高,经典的分析法定轨方法已难以适应,在当今计算技术条件高度发展的背景下,本文给出了土星卫星的数值法定轨方案,采用了土星卫星运动的高精度力学模型,并运用１８７４－１９８９这１００多年间的观测资料,引用现代最小二乘估计,对土星卫生进行精密定轨。该方案可以在引用同样的力学模型的前提下,对土星各颗卫星进行定轨,亦可同时进行多颗卫星的定轨。相应的软件比较     

Model orbits of asteroid 3040 Kozai

The orbital evolutions of the asteroid 3040 Kozai and model asteroids with similar orbits have been investigated. Their osculating orbits for an epoch 1991 December 10 were numerically integrated forward within the interval of 20,000 years, using a dynamical model of the solar system consisting of all inner planets, Jupiter, and Saturn.The orbit of the asteroid Kozai is stable. Its motion is affected only by long-period perturbations of planets. With change of the argument of perihelion of the asteroid Kozai, the evolution of the model asteroid orbits changes essentially, too. The model orbits with the argument of perihelion changed by the order of 10% show that asteroids with such orbital parameters may approach the Earth orbit, while asteroids with larger changes may even cross it, at least after 10,000 years. Long-term orbital evolution of asteroids with these orbital parameters is very sensitive on their angular elements.