小行星与陨石的光谱联系（英文）

Bus-De Meo光谱分类系统中有24种小行星光谱类型以及约27种陨石矿物学类型。小行星和陨石之间的光谱联系在质量和可靠性上差异很大原因主要是某些矿物学中缺乏诊断特征和空间风化作用。将回顾从可见光和近红外光谱中远程获取的小行星矿物学信息,讨论如何从地质学家的角度理解小行星的光谱辨识。     

陨石里的秘密

球粒陨石的组成物质和形成行星、卫星、小行星以及彗星的来源相同。每个类型的球粒陨石群组各有其独特的质地以及成分特征。     

小行星表面有机物的红外光谱探测方法

小行星的有机物记录了太阳系早期有机物的形成发展历史,为地球早期生命前体出现的研究提供了重要依据,对于研究生命起源和演化具有重要意义.本文综合分析了小行星表面可能存在的有机物成分、种类及其赋存状态,利用红外光谱开展地面模拟实验,探讨有机物的红外光谱特征及其影响因素.结果表明,不同类型有机物的红外光谱特征与其类型、结构、温...     

空间风化对C型小行星的光谱影响研究概述

C型小行星主要由硅酸盐矿物和含碳有机质组成，保存了太阳系形成初期的原始物质，是认识太阳系形成初期的重要物质，对研究水和生命起源与演化具有重要科学意义。目前对小行星物质组成的认识主要基于光谱特征分析，但长期的空间风化作用会改变小行星表面物质的光谱特征，所以认识小行星的物质组成需要准确厘清空间风化对光谱的影响。随着中国小行星探测工程的推进，迫切需要深入认识C型小行星的光谱特征及对空间风化的响应规律。为此，分析了C型小行星的反射率、水和有机质吸收等光谱特征以及空间风化的影响，提出研究存在的主要问题，进而指出了该研究方向的未来发展趋势和研究重点。     

宁强陨石（CV3）稀有气体的研究

宁强陨石的岩石学、矿物学及化学组成的研究表明,宁强陨石属于异常的CV3碳质球粒陨石,稀有气体和宇宙射线暴露年龄的测定结果与岩石学及化学组成的研究结果是一致的,宁强陨石的宇宙射线暴露年龄为42.2Ma,在CV3球粒陨石中是最高的,U/Th-4He及40K-40Ar气体保存年龄分别为4170±160Ma和4260±70Ma,这与碳质球粒陨石的气体保存年龄为4200Ma是一致的.     

生命起源于陨石

美国航空航天局的一位科学家 2000年 12月 18日宣布， 1969年坠落在澳大利亚的一颗陨石中含有石化微生物。　马歇尔航天中心空间生物学小组的负责人理查德·胡佛教授对墨尔本《先驱太阳报》说，这种微生物是能够在极端环境中存活的细菌。他说，生物有可能先是在太阳系中别的什么地方进化，然后才随着陨石来到地球上的。他说，另外一种可能是，一颗陨石在撞击地球之后把尘埃抛到了太空中，此时穿过这些尘埃的小行星或者彗星就有可能沾染上一些尘埃。　采用电子显微镜拍摄的这块陨石的照片表明，这种“外星生命”在结构上与生活在温泉或者南…     

清镇顽火辉石球粒陨石（EH3）的反射光谱特征

本文测定了清镇高铁群3型非平衡顽火辉石球粒陨石(EH3)的可见和近红外反射光谱,发现其反射光谱既不同于显示Ni、Fe金属光谱特征的EH4(Abee)顽火辉石球粒陨石,也不同于显示陨硫铁光谱特征的EH5型和EL6型平衡顽火辉石球粒陨石.清镇陨石独特的反射光谱特征可能是由于其铁纹石粒子表面存在光学厚度的吸积薄膜.吸积薄膜物质很可能是与铁纹石密切共生的陨硅磷镍铁矿,也可能是它与硫化矿物的混合物.在清镇陨石中,含吸积薄膜的铁纹石粒子可能具有很低的氧逸度,它们极易被大气氧化而失去原有的反射光谱特征.文中讨论了EH3、EH4、EH5和EL6型顽火辉石球粒陨石具有不同反射光谱特征的宇宙化学机理.     

应对来袭小行星的五种方式

2013年2月15日，一颗小行星从距地面约2．7万千米的高空掠过地球。据美国航空航天局估计，平均每40年就有一颗小行星在地球附近掠过。同一日，一颗陨石在俄罗斯上空爆炸，导致1000余人受伤。在俄罗斯历史上，遭受这种天灾还是第一次。两起事件的发生让如何保护地球安全成为关注焦点。     

太阳系中的小天体

正陨石"刺客"小行星撞击地球,是人们很久以来一直担心的问题。直到20世纪80年代,恐龙灭绝归咎于彗星或小行星的一次撞击时,这一领域才获得了科学上的合法性。一颗直径10公里的小行星撞击了尤卡坦半岛的北部,引发一场全球风暴。接着是一阵寒流,最后是导致恐龙灭绝的全球变暖,哺乳动物走到舞台中央。     

几种主要陨石类型的Hugoniot参数

根据各类陨石的模式化学组成或矿物组成,采用比容叠加法计算了铁陨石,ＥＨ和ＥＬ群顽辉石球粒陨石,Ｈ,Ｌ和ＬＬ群普通球粒陨石这几种主要陨石类型的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ参数,计算结果与已表的同灰型陨石的冲击波压缩数据一致。     

载人小行星探测的总体方案设想

载人探测近地小行星的工程规模和技术难度介于载人探月和载人火星探测之间,是人类开展载人火星探测和飞向更遥远深空的跳板,对于航天技术的发展和科学问题的探索有着极其重要的意义。在调研国外载人小行星探测方案设想的基础上,结合我国航天技术现状和发展趋势,提出了一种载人小行星探测的总体方案设想,并梳理了载人小行星探测的关键技术。研究成果可以作为我国载人小行星探测任务论证和设计的有益参考。     

一种基于太阳震荡时间延迟量测的自主天文导航方法

太阳震荡可以在短时间内引起太阳光强度和光谱线心波长的剧烈变化,通过探测太阳光强度和光谱线心波长并记录时间,可以获得直接接收的太阳光到达时间和经天体反射的太阳光到达时间之间的时间延迟,可以利用时间延迟作为量测量提供航天器的位置信息。提出了一种基于太阳震荡时间延迟量测的自主天文导航方法;建立了基于时间延迟的隐式量测模型,并应用了IUKF方法。仿真结果表明：本文所提出的导航方法,应用在转移轨道上的位置误差和速度误差分别约为3.55 km和0.077 m/s,环绕轨道分别为1.76 km和1.57 m/s。同时也研究了3种因素对导航性能的影响。     

利用绳系太阳帆减缓小行星自转的技术研究

提出一种利用太阳帆绳系系统逐渐减小小行星自转速率的方法。在系绳长度不变的情况下,利用太阳帆受到的太阳光压力使其始终保持与小行星同步,避免了由于小行星自转而引起的系绳缠绕问题。通过控制太阳帆使系绳始终拉紧,系绳中的拉力便可以持续提供一个与小行星自转方向相反的力矩,从而减小其自转速率。仿真结果表明,面积10⁶ m²的太阳帆,经过约86天可将小行星的自转消除,验证了该方法的有效性。     

双体小行星系统平衡态与稳定性研究

由于双体小行星独特的运动形式可为行星的演化提供重要线索,因而成为小行星探测中的热点目标。基于双椭球体模型研究了双小行星系统的相对运动、平衡态及稳定性。首先基于双椭球的全二体模型建立了双星系统相对运动的动力学方程;其次利用拉格朗日方程,通过求解系统角动量和能量,建立了双星系统平衡态对应的状态约束;最后给出了通过零速度状态曲面判断双星系统平衡态稳定性的一般性方法,在此基础上分析了小行星物理参数变化对系统平衡态稳定性的影响。研究可为未来双体小行星系统探测任务中的轨道设计与控制提供重要的理论参考。     

A multiple-rendezvous,sample-return mission to two near-Earth asteroids

We propose a dual-rendezvous mission, targeting near-Earth asteroids, including sample-return. The mission, Asteroid Sampling Mission (ASM), consists of two parts: (i) flyby and remote sensing of a Q-type asteroid, and (ii) sampling of a V-type asteroid. The targeted undifferentiated Q-type are found mainly in the near-Earth space, and to this date have not been the target of a space mission. We have chosen, for our sampling target, an asteroid from the basaltic class (V-type), as asteroids in this class exhibit spectral signatures that resemble those of the well-studied Howardite–Eucrite–Diogenite (HED) meteorite suite. With this mission, we expect to answer specific questions about the links between differentiated meteorites and asteroids, as well as gain further insight into the broader issues of early Solar System (SS) evolution and the formation of terrestrial planets. To achieve the mission, we designed a spacecraft with a dry mass of less than 3 tonnes that uses electric propulsion with a solar-electric power supply of 15 kW at 1 Astronomical Unit (AU). The mission includes a series of remote sensing instruments, envisages landing of the whole spacecraft on the sampling target, and employs an innovative sampling mechanism. Launch is foreseen to occur in 2018, as the designed timetable, and the mission would last about 10 years, bringing back a 150 g subsurface sample within a small re-entry capsule. This paper is a work presented at the 2008 Summer School Alpbach,“Sample return from the Moon, asteroids and comets” organized by the Aeronautics and Space Agency of the Austrian Research Promotion Agency. It is co-sponsored by ESA and the national space authorities of its Member and Co-operating States, with the support of the International Space Science Institute and Austrospace.     

小行星探测发展综述

小天体上保存着太阳系形成初期的原始成分,同时可能蕴含着地球生命与水起源的重要线索,是研究太阳系起源和演化历史的活化石。近年来,小行星探测已成为主要航天国家深空探索领域的重点发展目标之一。简要总结了国际上小天体探测历程,对小行星探测的研究和发展趋势进行了综述,重点探讨了未来小行星探测任务面临的主要关键技术,并对中国后续开展小行星探测活动提出了相关建议。     

小行星探测电推进系统方案研究

小行星探测以及资源开发与利用对国家抢占深空探测主动权和制高点有着不可估量的战略意义。电推进具有高比冲、长寿命和高度自主巡航等特点,小行星探测器采用电推进执行巡航阶段轨道机动任务,将大幅减少推进剂重量和提高载重比。调研了国外小行星探测的电推进系统方案,针对我国小行星探测对电推进系统的任务需求及现有电推力器的技术基础,提出了5种电推进系统方案,并进行多维度对比,对最优方案进行了设计和关键技术梳理。     

Stability of relative equilibria of the full spacecraft dynamics around an asteroid with orbit–attitude coupling

The full dynamics of spacecraft around an asteroid, in which the spacecraft is considered as a rigid body and the gravitational orbit–attitude coupling is taken into account, is of great value and interest in the precise theories of the motion. The spectral stability of the classical relative equilibria of the full spacecraft dynamics around an asteroid is studied with the method of geometric mechanics. The stability conditions are given explicitly based on the characteristic equation of the linear system matrix. It is found that the linearized system decouples into two entirely independent subsystems, which correspond to the motions within and outside the equatorial plane of the asteroid respectively. The system parameters are divided into three groups that describe the traditional stationary orbit stability, the significance of the orbit–attitude coupling and the mass distribution of the spacecraft respectively. The spectral stability of the relative equilibria is investigated numerically with respect to the three groups of system parameters. The relations between the full spacecraft dynamics and the traditional spacecraft dynamics, as well as the effect of the orbit–attitude coupling, are assessed. We find that when the orbit–attitude coupling is strong, the mass distribution of the spacecraft dominates the stability of the relative equilibria; whereas when the orbit–attitude coupling is weak, both the mass distribution and the traditional stationary orbit stability have significant effects on the stability. We also give a criterion to determine whether the orbit–attitude coupling needs to be considered.     

Solar-photon sail hovering orbits about single and binary asteroids

Solar-photon sails can be useful for missions towards and about asteroids. Indeed, for the interplanetary transfer phase, missions to asteroids often require a large variation in inclination and solar-photon sails perform very well for such high energy missions. In the same way, solar-photon sails are also expected to perform well in the phase about the asteroid. This paper studies single and binary asteroids’ hovering regions by using a sailcraft. In order to consider a sailcraft with its own mass and shape, the mutual polyhedral method (usually used to study asteroid dynamics) is used; therefore, the sailcraft is designed by means of tetrahedra. The procedure to obtain the hovering regions about a single asteroid is presented and an accurate analysis of the control variables is carried out. Moreover, control torques required to maintain hovering orbits are obtained by considering the gravitational torques acting on the sailcraft due to the asteroid. In the end, the theory for hovering orbits is extended to binary-asteroid systems and applied to the binary system 1999 KW4.