引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。２０世纪２０年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载…     

跨越时空的旅程——爱因斯坦及其他(二)

人们通常把广义相对论说成是新型引力理论,但这是不够的.从根本上说,广义相对论属于全新的时空理论,因为这一理论以前所未有的深度揭示了时空的隐秘性质,提出了对于时空问题的诸多革命性发现.     

宇宙探索——十九、暗能最的幽灵

爱因斯坦的失策 幽灵般的暗能量，曾经造成爱因斯坦的双重失策这到底是怎么回事，让我们从头说起。 1915年，爱因斯坦完成了包含了引力的相对论——广义相对论，这是关于空间、时间和物运动之间相互关系的理论。爱因斯坦把它们之间的复杂关系高度浓缩在个简单的公式（即引力场方程）中，公式两边的含义是，物质使时空弯曲，弯曲时空告诉物质如何运动。     

探测双星在轨运行会议简报

2005年8月6日，中国科学院空间科学与应用研究中心和航天东方红卫星有限公司在北京联合组织召开了探测双星在轨运行总结会．本次会议的主题是，庆祝探测双星顺利完成任务规定的设计任务，总结探测双星在轨运行情况及工程研制的创新点，宣布探测结果和科学研究的重大发现，汇报双星配合CLUSTER再次延寿进行协调观测的科学需求．     

异构多星编队的脉冲构型保持控制方法

近地轨道的双星编队通常设计具有自稳定性的编队构型参数初值,通过保持编队构型参数形成长期稳定的相对周期运动。针对编队中卫星数量增多产生的相对运动耦合问题,提出了基于Hill坐标和三角函数公式的多星相对运动分析方法。基于SAR载荷测量基线定义,结合多星编队构型参数的相对运动特性,提出了编队构型参数的设计方法,能够实现多星编队的最大有效基线组合。通过分析J2项摄动和大气阻力摄动的长期影响,研究了异构多星编队的相对运动衍化规律,提出了主从形式的脉冲偏置控制,能够有效保持针对异构多星编队设计的编队构型。通过面质比异构的四星编队控制仿真,验证了脉冲偏置控制形式下异构多星编队构型保持控制方法的有效性。     

两种J_2摄动模型下卫星编队相对位置误差分析

为了研究一个轨道周期内卫星和卫星编队的运动规律,在J2摄动理论基础之上,采用摄动加速度分析方法,给出了J2瞬时摄动模型。以近地太阳同步轨道卫星和双星编队为例,与只考虑J2一阶长期项的平均摄动模型比较,仿真分析结果表明,对卫星而言,一个轨道周期内,卫星半长轴相对平均半长轴漂移达到18km,偏心率相对平均偏心率漂移达到10-3量级,轨道倾角相对平均轨道倾角漂移达到0.01°,即由于J2瞬时摄动的影响,卫星运动发生了摄动;对双星编队而言,一个轨道周期内,两星相对位置的径向误差达到5km,沿迹向误差达到19km,法向误差相对较小,在10-2量级上,相对距离的误差达到了19km,随着时间的推移,误差会越来越大。     

双星探测计划大事记

1997年1月 中国科学家提出了地球空间双星探测计划的构想(简称双星计划)。1997年4月 刘振兴院士在香山科学会议上正式提出地球空间双星探测计划。1997年11月 欧空局科学项目部与中科院空间中心在北京签署了双星计划与Cluster合作的议定书。1998年11月 国家航天局表示支持双星计划。1999年9月 欧空局代表团访华,正式向中国科学院和国家航天局提出与双星计划合作的建议。1999年10月 中科院正式启动了双星计划方案可行性论证。2000年1月7日 中科院主持召开了双星计划科学目标论证评审会,包括王大珩等7名院士在内的与会专家一致通过论证评审。2…     

双星定位／SINS组合导航系统研究

双星定位系统是一种区域性定位系统。介绍了双星定位系统的定位原理，说明了其存在的定位实时性较差的不足。对此提出了利用惯导经卡尔曼滤波器校正后的输出速度信息来修正双星定位系统的输出水平位置信息，然后与惯导进行组合，建立了其状态方程与观测方程。仿真结果证明该方案切实可行，对双星定位系统的实际应用有重大的理论参考价值。     

探测虫洞

探测虫洞陈壮叔虫洞和黑洞一样，都是广义相对论的产物，不过长期以来，它一直处在纸上谈兵和科幻小说的领域，即使在理论上，它也进展甚微。在广义相对论发表后不久，就在理论上发现了虫洞的存在，但理论家一直未搞清，虫洞仅允许光线通过？抑或飞船也能穿行？直到１９８...     

甩不掉的错误

1917年初,爱因斯坦发表了一篇后来颇令他后悔的文章.题目是<广义相对论的宇宙学探讨>.他在这篇文章中修正了自己在一年多前费尽心思才找到的重力方程式.他在1916年初曾经向好朋友艾伦费斯特说:"想象一下,当我发现一般性的坐标协变是可能的,而且方程式可以得到水星近日点正确的运动时是多么的喜悦,有好几天我兴奋得不能自己."     

脉冲星的奇妙世界

脉冲星是死亡恒星核心坍缩成中子星并磁化之后产生的，它迅速自转的同时，从两极发出射电波，波束有规律地不断扫过地球。在地球止的观察者看来，就是按特定周期产生的脉冲。由于它非常有规律，1967年首次被发现时，这种脉冲曾被误认为是外星智慧生命发来的信号。     

引力量子化的荆棘路

1916年，爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论。广义相对论用时空的弯曲来解释引力的作用，但引力的真正传播载体是什么仍然是未知的。之后．爱因斯坦对引力场方程做了近似的线性化处理，得出一个重要的结论：引力如同电磁波一样．是靠引力波来传     

Be／X射线双星LSI＋61°303的光谱研究

给出了１９９２－１９９５年Ｂｅ／Ｘ射线双星ＬＳＩ＋６１°３０３每年的光谱观测结果，分析了光谱发射线轮廓及其变化，观测显示Ｈβ发射线轮廓具有典型的气壳吸收，表明观测视线与Ｂｅ星赤道平面平行，同时发现Ｈα发射线参数发等值宽度和双峰强度之比也具有类似射电流量的周期性变化，但其变化与射电玫光学光度的变化不同，因此认为此变化可能与中子星周期的吸积盘及其轨道交食有关。     

太阳轨道运动的2400年周期与轨道周期

通过对行星会合指数运动学方程生成的数据进行傅里叶变换, 得到了从年、十年、 百年、千年、万年到十万年时间尺度的周期, 发现这些周期具有后者是前者10n 倍的特殊倍乘关系. 如果将通过傅里叶变换得到的年时间尺度最显 著的周期4.96488a设为单位时间步长代入行星会合指数方程, 则可得到稳定 的2400年周期. 在此基础上由2400年周期振幅的差异性又构成了更长时间尺度的 10万年和40～41万年太阳轨道运动特征周期. 这对于揭示太阳轨道运动与太 阳活动的关系, 以及探讨气候千年尺度和轨道周期变化规律的机制具有重要意义.      

宇宙探索十九、暗能量的幽灵

爱因斯坦的失策 幽灵般的暗能量,曾经造成爱因斯坦的双重失策.这到底是怎么回事,让我们从头说起. 1915年,爱因斯坦完成了包含了引力的相对论--广义相对论.这是关于空间、时间和物质运动之间相互关系的理论.爱因斯坦把它们之间的复杂关系高度浓缩在一个简单的公式(即引力场方程)中,公式两边的含义是,物质使时空弯曲,弯曲时空告诉物质如何运动.     

双星定位的三参数方法及其精度分析

研究了两颗地球同步轨道卫星 (双星 )定位的几何关系对双星定位精度的影响。设计了双星交汇角、双星俯仰角和双星视角三个参数来刻画双星交汇 ,这三个参数能够反映定位的几何关系。在此基础上得到的双站交汇精度估计算法能适应测站基线长、观测距离远等布站和观测几何关系不好的情形。最后做了仿真验证     

双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真

双小行星系统探测具有重要的科学意义,受其复杂动力学环境影响,探测任务极具挑战。利用球谐函数法对双星系统进行引力场建模,求解双星系统平动点,并选取其内部共线平动点L_1点作为双星系统悬停探测目标位置。采用航天探测实际任务中常用的脉冲推力式发动机,设计了一种原理简单、便于工程实现的常值切换bang-bang控制器。以69230Hermes双星系统为例,将Hermes近似为双椭球系统,仿真分析航天器在Hermes双星系统L_1点悬停飞行的控制效果,验证所提控制策略有效性。     

三小行星系统216 Kleopatra引力场中的动力学

主带三小行星系统216 Kleopatra是由主星216 Kleopatra及两个小月亮(moonlet)Alexhelios[S/2008(216)1]和Cleoselene[S/2008(216)2]组成。其中主星216Kleopatra是一个具有强不规则形状如哑铃的连接双星,大小为217km×94km×81km,外小月亮Alexhelios大小约为8.9km,内小月亮大小约为6.9km。其动力学行为具有非常丰富的科学内涵。研究了三小行星系统216Kleopatra自身的动力学机制及其引力场中探测器的运动规律,分析了主星质心固连系中探测器的动力学方程,给出了三小行星引力全多体问题的动力学方程及Jacobi积分,方程考虑了三个小行星的不规则外形、轨道与姿态。发现三小行星系统216Kleopatra主星引力场中一种新的周期轨道族的倍周期分岔。考虑主星的不规则精确外形与引力、两个小月亮的相互作用,研究了该三小行星系统的动力学构形。发现Kleopatra的强不规则几何外形及两个小月亮Alexhelios和Cleoselene的相互作用引起两个小月亮的轨道参数的显著变化。     

寻找“时空原子”

爱因斯坦的广义相对论说，宇宙源自奇点大爆炸。但这理论并不具备完善的时空量子结构，因此，我们无从得知物质紧密汇聚的极限与引力强度的范围。物理学家需要一套新的量子引力理论，才能明了究竟发生了什么事情。