受摄限制性三体问题平动点线性稳定性的判断条件及在Robe问题的应用

给出了受摄限制性三体问题平动点线性稳定性的一个判断条件．条件只与平动点切映像的特征方程系数有关，使用方便．用判断条件，讨论了Robe问题平动点在阻力摄动下的线性稳定性，得到了Hallan等给出的Robe问题平动点在阻力摄动下的线性稳定范围．并改进了Giordanoc等的结果．     

三角平动点在深空探测中的应用前景

与共线平动点不同,圆型限制性三体问题中的两个三角平动点在一定条件下,无论是线性意义下还是非线性意义下,都是稳定的,其附近存在着周期与拟周期轨道,在深空探测中有应用前景.该文首先简单介绍三角平动点附近运动的动力学特征,然后以日-(地+月)系和地-月系两个三体系统为例,进一步阐述真实引力模型下三角平动点附近的运动状态,最后以这两个三体系统为例,探讨了三角平动点探测器的发射和定点轨道控制问题.     

圆型限制性三体问题下Halo-绕月轨道的星间测距定轨

在传统星座自主定轨中,SST(satellite to satellite tracking)可以同时提供轨道的大小、形状和星座相对方位信息,但不能确定星座的绝对定向。针对这一亏秩问题,联合圆型限制性三体模型CRTBP(circle restricted three bodyproblem)下的一种平动点周期轨道-Halo轨道飞行器,与二体问题轨道卫星组成扩展星座。利用两种力模型的特性差异,可以去除星座系统上的相关性,避免星座的整体旋转,从而确定星座的全部轨道状态参量。分析Halo轨道的力模型及性态特点,从系数矩阵的相关性角度讨论引进Halo轨道对定轨法矩阵正定性的改善作用,利用地月系L1平动点附近的Halo轨道与月球低轨卫星(LMO)的星间链路,在理想CRTBP框架下进行自主定轨仿真。初步验证了LMO-Halo星座定轨可行性,为开展附加平动点轨道的星座SST定轨提供了参考依据。     

对现有的具有变质量的限制性三体问题运动方程予以修正的证明

本文内容是对前一文提出正确的变质量体的运动方程及修正谬误的运动方程的一个严格证明。其证明过程中，采用了两种不同的形式和方法。这样，就可使前文更具有完整性。     

基于Broyden方法的不对称与对称周期解延拓算法与应用

考虑周期解的数值延拓问题并提出基于Broyden拟牛顿法来延拓周期解的一种有效算法,先后以布鲁塞尔振子、平面圆型限制性三体问题(Planar Circular Restricted Three-Body Problem, PCRTBP)的周期解为例进行了验证.这里的Broyden方法包含线性搜索、正交三角分解求线性方程组的步骤.对一般的周期解,周期性条件方程组中含有周期作为待延拓参数,可用周期来决定积分时长,将解代入周期性条件得到积分型的非线性方程组,利用Broyden方法迭代延拓直至初值收敛.根据两次垂直通过一个超平面的轨道是对称周期轨道的性质,可采用插值的方法求得再次抵达超平面的解分量,得到周期性条件方程组,再用Broyden方法求解.结合哈密顿系统的对称性和PCRTBP周期轨道的一些分类,对2/1、3/1的内共振周期解族进行了数值研究.最后,对算法和计算结果做了总结和讨论.     

光引力限制性三体问题及其应用

利用光引力理论得到了光引力限制性三个问题的特解,并将研究结果应用到太阳系天体,探讨了太阳光引力对彗尾运动的影响。结果表明对于等离子体彗尾只有1个直线平动点L3,对于某些尘埃彗尾可以有2个共面平劝点L6,L7和3个直线平动点L21,L22,L3,并给出了存在共面平动点的范围。由此还可以确定法埃彗尾可能的运动区域。     

月球探测中的无动力返回轨道

首先在平面圆型限制性三体问题模型下给出了白道面内4种类型的对称无动力返回轨道,之后针对其中较实用的一种,考虑了其在白道面内的非对称情形,并探讨了其三维情形及近月、近地的轨道倾角限制.最后给出了地-月系真实引力模型下无动力返回轨道的设计方法和相应算例.     

定点在日-地(月)系L1点附近的探测器的发射及维持

在限制性三体问题中共线平动点附近的运动虽然是不稳定的,但可以是有条件稳定的,该动力学特征使得一些有特殊目的的探测器只需消耗较少的能量即可定点在这些点附近(如ISEE-3、SOHO).以日-地(月)系的L1点为例,根据其附近的运动特征,探讨定点探测器的发射与轨道控制问题,给出了相应的数值模拟结果,为工程上的实现提供理论依据.     

含辐射和扁率的圆型限制性三体问题的轨道稳定性研究

基于最小二乘法原理的速度因子方法是保流形结构算法中效率最高、稳定性最好、应用最广的方法.利用速度因子方法讨论了主星为辐射源,伴星为扁球的平面圆型限制性三体问题的稳定性问题.数值研究表明:(1)仅考虑扁状摄动项时,系统混沌运动的轨道数量会增多;(2)仅考虑辐射项时,系统有序运动的轨道数量会增多;(3)同时存在辐射和扁状摄动时,辐射占主导作用,系统有序运动的几率会增加.     

借助光压将探测器推向月球

若采用圆型限制性三体问题模型，从近地停泊轨道上发射一个月球探测器，其最小初始速度必须使相应的Jacobi常数C小于某一临界值C2。但这仅仅是探测器可能飞向月球的必要条件，而且这样飞向月球耗时过长。若采用Hohmann转移轨道，则需要获得较大的变轨冲量，能量消耗较大。如果需要仔细探测地月空间环境，而又不必很快地飞往月球，那么采用较大的太阳帆板，并使其法向有一特殊指向，可借助太阳光压加速引导探测器在不长的时间内飞向月球。利用相应的分析和计算，证实上述考虑是有效的，而且若使太阳帆板截面积大到一定程度（如果技术上能实现），则无需任何动力，也可借助光压将探测器推向月球，就像一条太空帆船（简称太空帆）。