小行星探测器轨道力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

姜宇李恒年 著

图书标签:

• 轨道力学
• 小行星探测
• 航天器动力学
• 天体力学
• 空间机制
• 轨道设计
• 姿态控制
• 行星科学
• 航天工程
• 优化算法

店铺： 英敏图书专卖店

出版社： 中国宇航出版社

ISBN：9787515912721

商品编码：29610895303

包装：精装

开本：32

出版时间：2017-01-01

页数：398

字数：100

内容介绍
小行星是太阳系形成的残余碎片。小行星和*小行星系统、三小行星系统中的动力学问题和探测器轨道设计的研究，不仅有助于我们理解太阳系中各类小行星、*小行星系统、三小行星系统的早期形成与演化机制，也有助于我们设计满足各类应用需求的探测器轨道及轨道控制方*。此外。我guo未来小行星和彗星探测任务需求也对深入研究小行星附近的动力学问题*出了诸多挑战。《小行星探测器轨道力学》立足于介绍小行星和多小行星系统的动力学的内在机制，设计合适的小行星环绕探测任务轨道，以解决小行星附近动力学的理论与实际问题。《小行星探测器轨道力学》面向的读者是从事航天动力学、天体力学、深空探测、轨道设计以及制导、导航与控制等专业的研究人员和工程技术人员，也可以作为相关*域的高校教师和研究生的参考书。

关联推荐
暂时没有内容&xbsp;
目录
*1章 引论 1．1 研究背景与意义 1．2 小行星的引力场模型的研究现状 1．2．1 球谐与椭球谐函数摄动展kai模型 1．2．2 简单体模型 1．2．3 多面体模型 1．2．4 离散元模型 1．3 单个小行星附近的动力学研究现状 1．3．1 周期轨道和拟周期轨道 1．3．2 平衡点的位置与拓扑类型 1．3．3 流形 1．3．4 周期轨道族的分岔 1．3．5 共振的类型 1．3．6 混沌*1章 引论
1．1 研究背景与意义
1．2 小行星的引力场模型的研究现状
1．2．1 球谐与椭球谐函数摄动展kai模型
1．2．2 简单体模型
1．2．3 多面体模型
1．2．4 离散元模型
1．3 单个小行星附近的动力学研究现状
1．3．1 周期轨道和拟周期轨道
1．3．2 平衡点的位置与拓扑类型
1．3．3 流形
1．3．4 周期轨道族的分岔
1．3．5 共振的类型
1．3．6 混沌
1．3．7 不规则小行星表面运动、跃迁与软着陆
1．4 *小行星系统动力学研究现状
1．4．1 *小行星系统简单模型假定及动力学研究
1．4．2 *小行星系统观测与系统动力学参数计算
1．4．3 *小行星系统的日心轨道与共振
1．4．4 *小行星系统的稳定性
1．5 三小行星系统动力学研究现状
1．5．1 三小行星系统观测与动力学参数计算
1．5．2 三小行星系统的稳定性
1．6 小行星与多小行星系统动力学计算方*研究现状
1．6．1 小行星附近周期轨道的计算方*
1．6．2 小行星相对平衡点的位置与特征值的计算方*
1．6．3 *小行星系统的动力学计算方*
1．7 本书章节内容
参考文献

*2章 小天体引力场建
2．1 引言
2．2 多面体引力的计算
2．2．1 多面体引力势
2．2．2 多面体引力
2．2．3 多面体引力梯度矩阵
2．2．4 计算过程概要
2．3 *小行星系统多面体引力的计算
2．3．1 多面体体积分转化为线积分
2．3．2 *多面体上的体积分与集数展kai近似
2．3．3 符号简化
2．3．4 集数展kai的逐项积分
2．3．5 *多面体引力积分的计算过程
2．3．6 *小行星系统共有势及受力的计算
2．3．7 每1个不规则小行星受另1个不规则小行星的力矩
2．3．8 *不规则小行星引力全二体问题动力学方程
2．4 多小行星系统动力学建模的颗粒物质离散元方*
2．4．1 仅有引力无碰撞情况下的动力学
……

第3章 小行星引力场中的动力学方程与有效势
第4章 平面对称引力场中平衡点的稳定性及其附近的轨道与流形
第5章 强不规则小行星引力场中平衡点局部的动力学
第6章 强不规则小行星引力场中的大范围周期轨道及分岔
第7章 参数变化下小行星平衡点的碰撞与湮灭
第8章 *小行星系统探测器动力学
第9章 多小行星系统探测器动力学 显示全部信息

天体动力学与任务设计：深空探测的理论与实践 本书聚焦于现代天体动力学在复杂航天任务设计中的核心应用，全面涵盖了从基础轨道理论到尖端任务规划的广阔领域。本书旨在为从事航天工程、天体物理学以及相关领域研究和设计的专业人士和高年级学生提供一套严谨、深入且具有高度实践指导意义的理论框架与工具集。 --- 第一部分：轨道力学基础与分析方法 本部分奠定了理解和计算航天器轨道运动的数学和物理基础，强调了在真实、非理想环境下的分析工具。 第一章：开普勒运动与二体问题的高级分析 本章深入探讨了在理想引力场（即牛顿万有引力定律支配下）中航天器运动的精确解。我们将从拉格朗日点和哈密顿力学的角度重访开普勒定律，建立能量和角动量守恒的严格证明。重点内容包括： 轨道根数系统的演化与转换： 详细对比经典六根数（如柯尼希斯参数）与改良根数（如真近点角、幅角）在不同任务阶段的适用性。 微分修正方程（DSOP）的推导： 引入对基础轨道进行微小摄动的数学描述，为后续纳入摄动项做准备。 轨道要素的周期性分析： 分析在不同参考系下，近地点和升交点漂移的机理，为长期轨道维持提供理论基础。 第二章：摄动理论与非保守力分析 真实深空环境远非理想二体模型可描述。本章聚焦于量化和管理各种外部摄动力对航天器轨道的非保守影响。 地球非球形引力场的建模： 详述 $J_2, J_3$ 等高阶谐系数对近地轨道（LEO）和中地球轨道（MEO）的长期影响，特别是龙伯变化（Libration）的分析。 太阳系内天体摄动： 对行星、小行星等大质量体对目标轨道的影响进行数值积分与摄动分析，重点关注在行星际转移过程中，行星的引力“弹弓”效应的精确建模。 相对论效应的修正： 评估水星近日点进动等经典案例，并探讨在长程深空任务中，光程延迟和引力时间延迟对导航精度的影响。 大气阻力模型与低轨道衰减： 针对近地任务，建立复杂的大气密度模型（如 NRLMSISE-00），并分析不同阻力模型对轨道寿命的预测差异。 第三章：有效动力学与限制性多体问题 将分析视角扩展到多个引力源共同作用的场景，这是设计星际任务的关键。 限制性三体问题（LBP）的平衡点分析： 深入研究拉格朗日点（L1至L5）的稳定性，计算其特征值和微小扰动下的稳定性边界。 周期轨道与同宿/异宿轨道： 利用Poincaré截面法，识别和分析受限空间中的稳定与不稳定周期轨道簇，为利用“弱稳定边界理论”（WSB）进行任务设计奠定理论基础。 Bloch-Cattabriga 坐标系与星际转移： 引入更适合处理远距离天体相互作用的广义坐标系，为设计低推力或自然轨道任务提供新的数学工具。 --- 第二部分：转移轨道设计与优化 本部分侧重于应用基础理论来解决实际的航天器轨迹设计问题，特别是在有限燃料约束下的最优控制。 第四章：霍曼转移与高效能转移技术 本章系统梳理了从经典轨道跃迁到高推力脉冲最优化的方法。 经典轨道转移的几何解析： 详细推导霍曼转移、双椭圆转移的 $Delta V$ 需求和转移时间，并分析其在实际任务中的局限性。 最优控制理论基础： 引入庞特里亚金极大值原理，建立转移过程中的状态和协态方程，求解燃料最小化的脉冲时间点和大小。 弹道捕获与引力辅助机动（Gravity Assist）： 深入分析行星际飞行中，利用行星引力场实现速度增益或方向修正的机理，精确计算超出行星参考系（Hyperbolic Excess Velocity）的参数。 第五章：低推力与持续推进轨迹优化 随着电推力技术的成熟，对持续小推力轨迹的设计需求日益增加。 螺旋线与渐进轨道： 分析离子推进器产生的微小、连续推力如何高效地将航天器推入高能轨道或行星捕获轨道。 准共面性与周期性轨道生成： 重点研究如何利用低推力在不显著增加 $Delta V$ 的前提下，将航天器引导至特定的周期性轨道（如 Halo 或 Lissajous 轨道）。 直接配点法与序列二次规划（SQP）： 介绍现代数值优化方法在处理大规模、非线性动力学约束下的轨迹优化应用，包括如何处理推力方向和大小的约束条件。 第六章：多目标优化与任务可行性评估 航天任务设计往往需要在多个相互竞争的目标之间取得平衡（如：时间、燃料、科学载荷容量）。 帕累托前沿的构建： 应用多目标优化技术，生成一组非劣化的解决方案集，帮助任务规划者理解不同设计选择之间的权衡关系。 不确定性分析与鲁棒性设计： 引入蒙特卡洛模拟和随机控制理论，评估初始轨道误差、推进器性能波动和导航误差对最终任务成功的概率影响。 星群与编队飞行动力学： 探讨多个航天器在共享动力学约束下保持相对位置所需的相对轨道力学与控制策略。 --- 第三部分：导航、制导与控制（GNC）的动力学视角 本部分连接了理论动力学与实际飞行操作，关注如何在轨道动力学框架下实现精确的制导与控制。 第七章：轨道确定与数据融合 精确的轨道估计是所有后续动力学计算的基础。 观测模型与误差源： 详述深空测距、VLBI、星敏感器等观测数据对轨道参数估计的贡献与局限。 扩展卡尔曼滤波（EKF）与无迹卡尔曼滤波（UKF）： 阐述这些非线性滤波技术在线性化误差建模与非线性系统状态估计中的应用，重点分析协方差矩阵的演化。 敏感度分析与轨道预测误差： 评估导航误差如何随时间放大，并设计预测模型以支持长期任务的轨道维持。 第八章：轨道机动与姿态动力学耦合 在执行轨道转移时，姿态控制必须与轨道控制紧密集成。 推力矢量控制对轨道的影响： 分析推进器推力向量误差如何转化为轨道根数的扰动，并设计姿态反馈回路以最小化这些扰动。 摄动模型在实时制导中的应用： 介绍如何利用快速、低计算成本的摄动模型（如平均化方法）来实时更新所需的控制输入，以补偿环境的不可预测性。 行星际导航中的“轨迹重校正”： 阐述在任务执行过程中，基于最新观测数据对预定轨迹进行的动态调整策略，确保航天器按时到达目标区域。 --- 本书的特点： 本书强调数学严谨性与工程实际的紧密结合。案例分析主要来源于已执行或规划中的大型深空任务的动力学挑战，通过引入大量工程实例来佐证理论模型的有效性。全书的推导过程详尽，旨在使读者不仅掌握“如何做”，更能理解“为什么这样做”的深层动力学原理。它不仅是研究人员的参考手册，也是高阶工程师进行任务概念设计不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

阅读《小行星探测器轨道力学》的过程中，我最大的感受就是“豁然开朗”。之前我对小行星探测器的飞行轨迹，总有一种“随便飞飞就能到”的模糊概念。这本书则彻底颠覆了我的认知。作者以一种非常耐心且富有条理的方式，一步步地揭示了小行星探测器如何在不受限制的宇宙空间中，依靠精确的计算和巧妙的策略来完成长途跋涉。我尤其被书中关于“引力梯度稳定”的论述所吸引，作者通过描述探测器在地球引力场中如何“自行校准”自己的姿态，让我深刻体会到宇宙本身就蕴含着一种自然的秩序。它不是一味地对抗，而是顺应、利用，最终达到最优化的飞行状态。这种“四两拨千斤”的智慧，在浩瀚的宇宙中显得尤为重要。这本书让我不再觉得航天技术是遥不可及的高科技，而是充满了人类智慧和对自然规律的深刻理解。我开始想象，那些在漆黑宇宙中孤独前行的探测器，它们并不是漫无目的地游荡，而是遵循着一套严谨而优美的“轨道诗篇”，每一次转向，每一次加速，都充满了科学的魅力。它让我对宇宙的复杂性和人类探索精神的伟大有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，初一看，还以为是那种硬核到连航天员都得捧着才能看懂的专业教材。但翻开之后，我惊喜地发现，它并没有我预想的那么拒人千里之外。虽然主题是“轨道力学”，听起来就让人头皮发麻，但作者巧妙地将一些复杂的概念用非常形象的比喻和清晰的逻辑串联起来。我尤其喜欢书中对“引力助推”这一章节的阐述，作者用一个在旋转木马上玩耍的小孩被父母轻轻推了一下，就能获得额外速度的例子，一下子就点亮了这个在教科书上看了无数遍却总是模糊的概念。它让我明白，原来那些庞大而精确的轨道计算，背后是如此生动有趣的物理原理在支撑。即使是对天文学只有浅薄了解的我，也能在阅读过程中感受到那种探索宇宙奥秘的激动人心。我甚至开始想象，当小行星探测器在浩瀚的太空中，利用天体的引力进行一次次优雅的“舞蹈”时，那是一种多么壮丽的景象。这本书让我对太空探索的想象不再局限于发射火箭和登陆器，而是深入到了那些看不见的、却至关重要的“轨道上的艺术”。它不仅仅是一本关于力学的书，更是一扇让我窥探宇宙运行规律的窗口，让我对那些遥远的星体和它们神秘的旅程有了更深的敬畏和好奇。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅《小行星探测器轨道力学》时，我曾担心自己是否能完全理解其中的内容。毕竟，“轨道力学”这个词组自带一种专业领域的压迫感。然而，作者以一种出乎意料的平易近人和富有洞察力的方式，将深奥的物理学原理融入到生动的情境中。我非常欣赏书中对“多体问题”的介绍，作者通过讲述一个太阳系中所有行星都在相互作用，从而使得精确预测探测器轨道变得异常困难的场景，让我直观地感受到了这个问题的复杂性。它不仅仅是简单的牛顿定律叠加，而是充满了混沌和不确定性。这本书让我明白了，为什么设计一条前往小行星的轨道需要如此多的模拟和校正，也让我体会到，科学家们为了克服这些挑战所付出的努力。它不再是枯燥的公式推演，而是充满了对未知世界的探索和挑战。我甚至开始用一种新的视角来看待那些关于小行星探测的新闻，不再是简单地知道“探测器发射了”，而是开始思考它将如何穿越行星间的引力陷阱，如何精确地抵达目标。这本书极大地满足了我对科学探索背后的严谨性和智慧的好奇。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《小行星探测器轨道力学》这本书，我脑子里闪过的第一个念头就是：这是为谁写的？作为一名普通读者，我对轨道力学这个词汇实在是不太熟悉，甚至有点望而却步。但出于对太空探索的好奇心，我还是翻开了它。没想到，这本书比我想象的要“接地气”得多。虽然它确实深入探讨了小行星探测器如何在复杂且不断变化的太空中精确导航，但作者并没有一开始就抛出大量的公式和专业术语。相反，它更像是在讲述一个精彩的太空冒险故事，只不过故事的主角是那些勇敢的探测器，而剧情的精彩之处就隐藏在那些精密的轨道设计之中。我特别感兴趣的是书中关于“霍曼转移轨道”的讲解，作者用一个将弹珠从一个圆环弹射到另一个同心圆环的简单类比，就将这个效率最高但耗时最长的转移方式解释得明明白白。它让我理解了为什么探测器前往遥远的小行星，需要花费那么长的时间，也让我体会到工程师们在规划每一次“跳跃”时所需要考虑的种种因素。读完这部分，我不再觉得轨道力学是冰冷的数据，而是充满了智慧和策略的艺术。它让我认识到，每一次成功的小行星探测任务，背后都凝聚着无数科学家和工程师的心血，他们用数学和物理的语言，为人类打开了通往未知宇宙的大门。

评分☆☆☆☆☆

《小行星探测器轨道力学》这本书，给了我一次意外的阅读体验。我原以为它会充斥着复杂的数学模型和枯燥的物理定律，但实际上，它更多的是在描绘一幅壮丽的宇宙航行画卷。作者巧妙地将那些抽象的轨道计算，转化为一个个生动的“太空舞蹈”场景。我特别被书中关于“近地小行星采样返回”的章节所吸引，它不仅仅是讲述探测器如何抵达小行星，更深入地探讨了如何在小行星引力极弱的环境下进行精准对接和采样，以及如何规划返回地球的轨道。这种在极度不确定性和微弱引力下进行操作的挑战，让我对航天工程师们的智慧和勇气充满了敬意。它不仅仅是关于如何“飞”到小行星，更是关于如何在那片陌生的环境中“生存”和“工作”。这本书让我不再觉得小行星探测是单一的事件，而是整个复杂而精密的任务链条。它让我看到了人类如何利用最前沿的科学技术，在宇宙的边缘留下自己的足迹，并带回宝贵的科学信息。它让我对未来的太空探索充满了无限的遐想。