Erratum to: Use of the DBM Model to the Predict of Arrival of Coronal Mass Ejections to the Earth

Cosmic Research - An Erratum to this paper has been published: https://doi.org/10.1134/S0010952521120017     

基于地球引力变轨的日冕探测器轨道设计

研究了相对黄道面有一定倾角的探测器轨道设计的问题。以金星借力轨道设计为例,分析了轨道偏心率与轨道倾角增量之间的关系。根据C3匹配原理搜索了“地球-中间天体-地球”多天体交会的发射窗口。最后,设计了与地球轨道周期相等的三次地球借力轨道,该轨道倾角可以达到黄纬30°以上。理论分析及仿真结果表明:基于地球引力设计此类轨道时,应采用多天体交会方案,才能既保证地球逃逸能量低,又保证首次飞入地球影响球前轨道偏心率较大的双重指标;同时应采用多次地球借力方案,该方案具有每次借力后轨道偏心率逐渐减小的特点,当其减小到零时,再次借力后轨道倾角不会继续增加。     

载人近地小行星探测器系统质量减小途径探讨

为减小载人近地小行星探测器的系统质量,提出采用先期运送部分推进舱至小行星、可伸缩式舱体、发展核推进技术的3种技术途径。介绍了国内已有的载人近地小行星探测器的系统组成及其质量估算方法。在此基础上,结合一个载人登陆探测近地小行星的算例,给出了采用上述3种减小质量途径的载人探测器系统质量估算结果。对3种技术途径的探测器总质量减小效果进行了对比,对各技术途径的特点和难点进行了讨论。结果表明:3种技术途径均可有效地减小载人探测器系统的总质量,有助于提高载人近地小行星探测任务的可行性。     

Predict Aerodynamic Drag of Spacecraft in Very Low Earth Orbit Using Different Gas-Surface Interaction Models

The accurate prediction for aerodynamic drag of spacecraft in very low Earth orbit(VLEO)is a fundamen-tal prerequisite for aerospace missions in VLEO.The presen...     

对地定向三轴稳定卫星的圆锥扫描地球敏感器的数学模型

本文介绍了对地定向三轴稳定卫星的圆锥扫描式地球敏感器的姿态测量原理、输出几何关系和数学模型，并以实际例子说明大角度姿态控制时必须注意敏感器输出的轴间耦合问题     

摆动扫描地球敏感器数学模型及飞行试验结果

描述了东方红三号卫星(DFH-3)控制系统设计和数学仿真中采用的摆动扫描地球敏感器IRES-01的数学模型，东方红三号卫星近三年飞行试验结果与数学仿真结果基本一致，证明数学模型是正确的。     

A Celestial Mechanics Model of Oscillations of the Poles of a Deformable Earth

The problem of Chandler motion of the Earth's poles is studied in the context of the model of a viscoelastic body. The Earth-Moon system is considered as a binary planet rotating around their barycenter. Numerical values of the period and amplitudes of oscillations of the poles are obtained by estimating the elastic deformation of the Earth and the variation of its inertia tensor, and they agree well with observational data. An evolution model of the Earth-Moon-Sun system is constructed by taking into account tidal forces of dissipation character. By means of the method of averaging, the qualitative properties of motion on asymptotically large intervals of time (comparable and essentially longer than the period of precession of the Earth's axis) are established and commented on.     

卫星对地观测技术在防灾救灾中的作用研究

充分利用各种对地观测技术,从信息化的角度支持防灾救灾行动,已被列入政府的重要工作内容。总结前一阶段的经验,从灾前、灾期、灾后的全过程系统地考虑如何充分发挥卫星对地观测技术的防灾救灾作用,是一个值得研究的问题。文章从防灾预案、灾期救援和灾后重建三个方面研究了卫星对地观测技术在防灾救灾全过程中发挥作用的技术途径。     

基于圆球与椭球的地球敏感器地心矢量算法分析

红外成像敏感器代表了新一代敏感器的发展方向。本文介绍了红外成像敏感器光学系统工作原理,对红外成像敏感器光学系统进行简化,利用小孔模型完成了对敏感器光学系统的建模,分别在地球球形模型和旋转椭球模型下进行了地心矢量推导和计算,获得了焦平面内地平圆盘的相关参数的具体表达式,用牛顿迭代法对地心距进行数值计算,比较分析了球形模型与椭球模型在求解地心距精度上的差别,分析了敏感器测量误差对地心矢量精度的影响,以及焦平面内地平圆盘各参数分别对地心距计算精度的影响程度。     

浅谈在雷达管制条件下如何控制好进港航班的高度下降

在雷达管制条件下,随着飞行流量的逐年增加,要求管制员对航空器的调配精度也越来越高,使得管制员对航空器航行诸元的控制也逐渐由少到多,由粗到细。这种要求的转变在区域管制室由程序管制向雷达(监控)管制的过渡过程中显得尤为明显。过去那种简单、粗糙的以阶梯上升/下降为主的     

星历模型下地月自由返回全飞行过程轨道设计

面向载人登月任务需要,针对星历模型下具备自由返回能力的地月转移轨道设计问题进行了研究。在三体模型下对地月三维自由返回轨道进行了求解,得到了地月空间内的自由返回轨道分布情况。在二体模型假设下对近月段的三脉冲变轨进行了求解,给出了变平面机动的计算方法。进一步提出了两轮逐次优化修正策略,分别以高度和再入走廊为主要约束,采用内点法和SQP算法在高精度星历模型下对自由返回轨道初值进行逐次优化修正。之后,采用SQP算法在星历模型下对近月三脉冲变轨进行优化修正,得到了星历模型下的自由返回+近月三脉冲变轨地月转移策略。仿真校验结果表明本文提出的方法能够在给定约束下有效求解星历模型下具备自由返回能力的地月转移轨道,为载人登月任务的转移轨道设计提供参考。     

低地球轨道航天器不同攻角原子氧通量密度计算模型

低地球轨道原子氧与航天器表面材料相互作用,可导致材料因氧化剥蚀而发生性能     

登月返回地球再入轨迹的优化设计

针对登月飞船返回地球,其再入速度为108km/s,返回舱的气动加热问题大幅度上升（相对再入速度为78km/s）。给出了多个不同条件下的最优返回再入飞行轨迹设计方案：(1) 二次再入飞行方案;(2) 单次再入飞行方案;(3) 多次再入飞行方案。二次再入飞行方案优于单次再入飞行方案,因为前者可使热防护系统质量下降,具体体现在气动加热上,并容易工程实现。气动加热环境的结果如下：二次再入的最大气动热流密度<单次再入的最大气动热流密度,并且,单次再入的总气动加热量>二次再入的总气动加热量。
     

Space product development: bringing the benefits of space down to Earth

In fulfilling the National Aeronautics and Space Administration's (NASA) responsibility to encourage the fullest commercial use of space the Space Product Development (SPD) Program, within the Microgravity Research Program Office (MRPO) located at the Marshall Space Flight Center (MSFC) in Huntsville, Alabama, is managing an organization of Commercial Space Centers (CSC's) that have successfully employed methods for encouraging private industries to exploit the benefits of space-based research. Unique research opportunities of the space environment are being made available to private industry in an effort to develop new, competitive products; create jobs; and enhance the country's quality of life. Over 200 commercial research activities have been conducted in space by the CSC's and their industrial partners during the last several years. The success of this research is evidenced by the increasing amount of industrial participation in commercial microgravity research and the potential products nearing marketability.     

基于混合灵敏度下H∞控制在三滑块质量矩导弹上的应用

由于质量矩导弹是一个具有非线性和模型不确定性的多变量系统，为了进一步提高控制系统的鲁棒性，对三滑块质量矩导弹进行了鲁棒控制系统的研究。以所建立的质量矩导弹数学模型为基础，通过对模型合理的简化，得到一个耦合的非线性动力学系统，考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题，在混合灵敏度控制的基础上，采用H∞控制理论对导弹进行姿态控制系统的研究，仿真结果验证了这种方法的有效性。     

基于灰色关联分析的重捕地球策略评价

根据卫星失控后的地平仪定姿法、地平仪+太阳敏感器定姿法和星敏感器定姿法三种重捕地球策略的工作模式和原理,选取成功率、捕获时间、轨道范围、控制精度、能量损耗、成熟度和可推广性七项参数建立了评价指标体系。基于定性与定量结合的原则,用灰色关联分析法评价了三种重捕地球策略。     

Parametric study of the diversion of a near Earth object on an Earth intersecting trajectory

To date, NASA's “Near Earth Object Program” has discovered over 5500 comets and asteroids on trajectories that bring them within “the neighborhood” of Earth's orbit. Nearly 1000 of these objects are classified as “potentially hazardous,” passing within 0.05 astronomical units of Earth's orbit. Discovery rates of such threatening bodies increase each year. Given this multitude of threats, in addition to evidence that the planet has absorbed many impacts over its history, it is reasonable to assume that another object will strike the Earth at some point in the future. Consequently, researchers have studied and proposed several mitigation techniques for such an occurrence. This study seeks to determine how effectively the attachment of a tether and ballast mass would divert the trajectory of such threatening objects. Specifically, the study analyzes the effects over time of such a system on objects of varying orbital semimajor axis and eccentricity, using various tether lengths and ballast masses. It was determined that the technique is most effective for NEOs with high eccentricity and small semimajor axis, and that system performance increases as tether length and ballast mass increase.     

从地球到日-火系平动点轨道的转移

平动点轨道特殊的空间位置及动力学特征,使其在深空探测中具有重要的应用。以日-火系平动点轨道(Lissajous与Halo轨道)任务为目标,结合平动点轨道的不变流形理论,研究了小推力转移问题。首先给出了圆型限制性三体动力学模型下平动点附近不变流形(稳定和不稳定流形)高阶分析解以及相应的计算实例。接着以流形分析解为基础,建立了初始小推力轨道优化模型,并利用改进的协作进化算法求解初始小推力轨道。最后将初始轨道离散,采用多点打靶法将最优控制问题转化为参数优化问题,并用序列二次规划方法(SQP)求解。仿真结果证明轨道设计方法的有效性。