近小行星轨道动力学研究及其在引力拖车中的应用
STUDY OF ORBITAL DYNAMICS NEAR ASTEROID AND APPLICATION IN GRAVITY TRACTOR
摘 要
Abstract
目 录
Contents
第1章 绪 论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究的目的和意义
1.2 近小行星航天器轨道动力学研究综述
1.2.1 小行星引力场建模方法
1.2.2 近小行星航天器轨道运动
1.2.3 引力拖车及其轨道
1.3 本文主要研究内容
1.3.1 论文的研究思路
1.3.2 论文的主要研究内容
第2章 不规则小行星引力场建模
2.1 前言
2.2 不规则小行星引力场建模方法
2.2.1 引力势函数的计算
2.2.2 球谐函数模型建模方法
2.2.3 椭球谐函数模型建模方法
2.2.4 三轴椭球体模型建模方法
2.2.5 多面体模型建模方法
2.3 基于多面体模型的引力场球谐系数确定方法
2.3.1 引力势能与球谐系数间的关系
2.3.2 构造线性方程组
2.3.3 方程组的解法
2.3.4 对比验证
2.4 数值算例与分析
2.4.1 Eros433小行星多面体模型
2.4.2 Eros433 引力场特点
2.4.3 计算结果对比与分析
2.5 本章小结
第3章 小行星平衡点附近的轨道运动
3.1 引言
3.2 旋转引力场中的运动方程及平衡点
3.2.1 旋转引力场中的运动学方程
3.2.2 伪势能曲面与平衡点
3.2.3 平衡点位置的计算
3.2.4 平衡点的稳定性判断
3.3 基于一阶解析解的平衡点附近轨道研究
3.3.1 扰动方程的线性化
3.3.2 稳定平衡点附近的轨道运动
3.3.3 不稳定平衡点附近的轨道运动
3.3.4 轨道保持控制
3.3.5 数值结果与分析
3.4 基于1:1 共振理论的稳定区域研究
3.4.1 稳定平衡点附近的共振轨道
3.4.2 平衡点附近的稳定共振区域
3.5 本章小结
第4章 环绕小行星平衡点的halo轨道
4.1 前言
4.2 基于Lindstedt-Poincaré方法的halo轨道三阶解析解
4.2.1 三阶扰动方程
4.2.2 Lindstedt-Poincaré方法求解过程
4.2.3 三阶解析解的结构
4.3 基于微分校正的Halo 轨道精确数值解的计算
4.3.1 系统线性化与状态转移矩阵
4.3.2 Halo 轨道修正
4.4 数值算例分析
4.4.1 绕E3 平衡点halo 轨道的三阶解析解
4.4.2 halo 轨道精确数值解的计算
4.5 本章小结
第5章 偏置轨道及其在引力拖车中的应用
5.1 前言
5.2 二体系统中的偏置轨道
5.2.1 悬停轨道及其特点
5.2.2 盘旋轨道及其特点
5.3 基于平均化思想的三体系统盘旋轨道设计方法
5.3.1 Hill 运动方程
5.3.2 平均运动方程与其平衡解
5.3.3 盘旋轨道随偏置量的变化
5.3.4 盘旋轨道稳定性分析
5.4 引力拖车作用下小行星的轨道变化
5.4.1 圆标称轨道小行星的运动
5.4.2 椭圆标称轨道小行星的运动
5.4.3 常质量引力拖车作用下小行星的位移
5.4.4 变质量引力拖车作用下小行星的位移
5.5 数值计算与分析
5.5.1 不考虑引力拖车质量变化的情况
5.5.2 考虑引力拖车质量变化的情况
5.5.3 结果分析
5.6 本章小结
结 论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明
致 谢
个人简历