解析NASA月球空间站：定点在地月拉格朗日点

据国外媒体报道,美国宇航局计划在地球和月球的拉格朗日点（地一月L2）上建设空间站。地一月L2处于地球和月球连线的延长线上,距离月球65000km。由于处于该点的航天器还要受到太阳引力的干扰,     

气动引力辅助的火星自由返回轨道设计方法

为更准确地描述大气飞行过程，提出一种三段式大气飞行模型，将大气飞行段分为下降段、平飞段和上升段，使用大气飞行角和航迹角描述飞行过程，并建立了相应的计算模型。对“地球-火星-地球”、“地球-火星-金星-地球”和“地球-金星-火星-地球”自由返回轨道序列的优化结果表明，三段式模型可以准确描述气动引力辅助过程，同时气动引力辅助技术可以有效提升自由返回轨道性能，如减少转移时间，降低燃料消耗等。     

星际飞行导航和制导

1.引言星际飞行是行星际飞行和恒星际飞行的统称。航天器(或称空间飞行器)具有第二宇宙速度(11.2公里/秒)时,可以脱离地球引力进入行星际飞行轨道;具有第三宇宙速度(16.7公里/秒)时,可以脱离太阳引力,进入恒星际飞行轨道。也有人把行星际飞行(包括绕地球轨道飞行)称为航天,把恒星际飞行称为航宇。     

地球轨道卫星电推进变轨控制方法

针对地球同步轨道（GEO）卫星,采用电推进系统完成转移轨道变轨。采用基于Lyapunov函数的反馈控制方法确定时间最短变轨策略。首先在开普勒模型下研究变轨过程,然后在开普勒模型的基础上考虑地球J2项摄动和地球阴影,最后在全引力模型下研究变轨过程,即在开普勒模型的基础上考虑地球非球形引力摄动、日月第三体引力摄动、太阳光压摄动和地球阴影。仿真结果显示在变轨过程中摄动项不可忽略,除地球J2项摄动外还应该考虑日月第三体引力摄动和太阳光压摄动。对比上述三组仿真结果,发现考虑摄动后轨道转移时间的增加比燃料消耗的增加更为明显。数值仿真结果表明本文研究对未来的全电推进任务具有良好的通用性和应用参考价值。     

高阶带谐摄动下卫星相对运动精确动力学模型

在考虑J 2 项摄动的卫星相对运动精确动力学模型基础上,推导了可以精确到任意阶带谐非球形引力摄动的卫星相对运动精确动力学模型,还给出了一组简洁的基于参考卫星轨道要素（Reference Satellite Variables）的微分方程,能够描述精确到任意阶带谐非球形引力的卫星地球轨道运动。由于在模型推导过程中没有引入任何简化,新推导的结果适用于任意偏心率的地球轨道。     

“起源”号太阳探测器开始工作

2001年11月美国航空航天局(NASA)发射的“起源”号无人太阳探测器到达预定地点开始它太阳风的采集工作。该预定地点较为特殊,是一个名为L—1的太阳系日地拉格朗日平衡点,它位于距地球150万公里的太阳和地球连线上,在这一点上太阳与地球作用于“起源”号太阳探测器的引力将相互抵消,因此探测器的位置始终保持在日地连线上。     

登陆小行星从海底起步

除了家园地球之外,人类仅仅登上了月球这一个天体,并计划着登陆火星。此外,美国航宇局还设想在不远的将来能够登上一颗近地小行星。不过,登陆小行星可能会比登陆火星更加困难。难点在于两个方面,一个是引力环境。月球的引力只有地球的六分之一,所以阿波罗登月的航天员在月球上是蹦跳着行走的。而小行星的引力如何呢？     

“先驱者”轨道异常原因分析

1　引　言根据报道ＮＡＳＡ于 1 972年、 1 973年先后发射的“先驱者 1 0号”、“先驱者 1 1号”两个行星探测器在行将迈出太阳系的飞行后期 ,发现有明显的减速现象 ,经计算后了解到减速的原因来自一个神秘的不明引力—Ｆｇ ,量值约为地球引力的 1 0 0亿分之一。其引力值虽小 ,但由于飞行时间长以及所处空间的关系 ,可能使行星探测器由原来沿抛物线轨道变成沿椭圆轨道飞行 ,也就是说这两个行星探测器飞不出太阳系 ,今后它们将作为人造行星存在于太阳系中。解决问题的关键在于Ｆｇ ,只要找到Ｆｇ的作用规律 ,行星探测器就可以飞出太阳系。本…     

基于不同动力引力辅助模型的木星转移轨道设计

针对木星转移轨道设计中动力引力辅助模型选择问题展开了研究。首先,介绍了近心点机动和甩摆后机动2种动力引力辅助模型,给出了2种模型下最优脉冲机动速度增量的解算方法;然后,基于动力引力辅助模型,提出了包含引力辅助的行星际转移轨迹初始设计方法;最后,以木星探测任务转移轨迹设计为例,对比了不同动力引力辅助模型下探测器的燃料消耗情况。仿真结果表明:相比于甩摆后机动方式,近心点轨道机动方式更加节省燃料。基于近心点机动引力辅助模型,最终完成了金星-地球-地球引力辅助序列的木星转移轨迹初始设计,为我国未来采用引力辅助方式的深空探测任务提供了一定的参考。     

知识资料窗

知识资料窗太空地球大气层以外的宇宙空间，又称外层空间或空间。太阳系以内的空间可分为行星空间和行星际空间。行星空间是行星引力的作用范围，或行星磁层、大气层所及范围。如地球空间，若按地球引力作用范围来确定，其半径距地心约９３万公里；若按地球磁层所及范围来...     

有问题，请找航天员

张伟问:航天器在大气层中也能绕地球飞行吗?航天员答:航天器能否在200千米以下绕地球飞行呢?理论上不仅航天器可以,而且汽车、火车和飞机,都能以惯性绕地球运行。但实际上不仅汽车、火车、和飞机不行,航天器也不可能,因为那里有较浓密的大气,大气阻力会降低航天器的运行速度。速度降低意味着离心力减小,航天器就会在地球引力作用下,沿螺     

高阶次月球重力场模型截断下的低轨环月卫星轨道受摄分析

研究低轨月球卫星在月球非球形摄动和地球第三体引力摄动作用下轨道高度变化问题.首先依据Kaula准则比较分析目前国际上公认的最精确的两个重力场模型GLGM-2和LP165P,提出了在一定阶次截断重力场模型的问题,然后通过仿真不同阶次重力场模型作用下轨道高度为50km的圆形极轨道环月卫星轨道特征的变化,验证了 50km以上高度卫星非球形摄动分析时可以将重力场模型截断至一定阶次的结论,并利用截断至70阶次的重力场模型仿真得到了50km和200km圆轨道卫星无控条件下正常运行的时间.最后在仿真地球引力对200km圆轨道卫星高度影响的基础E仿真其在月球非球形和地球引力摄动作用下轨道要素变化,对低轨环月卫星轨道保持控制提供依据.     

众眼看宇宙

这对距离我们1700万光年、位于大熊座内的星系对——NGC5216（上）和NGC5218,看起来很像是被一条细线栓在一起。只不过这条由云气、尘埃和恒星所构成的细线（实际上是细长的恒星“潮汐尾”,即被拽离原来位置的恒星）,足足有2万2千光年长!联结这两个星系的潮汐尾、NGC5218的彗星状分支以及NGC5216的扭曲旋臂,都是它们屡次近距离靠近时,在引力相互作用下的产物。这种引力作用将持续数十亿年,最后可能会让它们合并成一个星系。     

一种近地航天器脉冲星地固系动力学定轨方法

为改善近地航天器脉冲星导航的定轨精度,设计一种地固系动力学定轨方法。该方法结合了更精确的地球引力场模型,在求地球引力势梯度基础上引入惯性力,建立了地固系下轨道动力学方程;并结合脉冲相位量测,使用扩展卡尔曼滤波实现航天器轨道参数实时估计。此方法可以降低动力学方程非线性度,尤其适用于地球静止轨道卫星。通过数学仿真校验了新方法的有效性与精度。     

惯性制导中的精确引力模型

本文讨论利用地面重力异常资料推算地球外部空间任意点扰动引力的方法。本文导出扰动引力的一种新的计算方法——残差法,此法的计算速度比常用的Stokes积分法快四倍,而且精度较高。此外,特别对低空计算点近旁导出了计算扰动引力的解析公式,这些公式在低空的计算误差很小。     

自由段弹道扰动引力计算的球谐函数极点变换

为提高弹道导弹自由段扰动引力赋值速度,提出了自由段扰动引力计算的球谐函数极点变换一般方法。重点针对轨道动量矩与天球交点为极点及主动段关机点为极点两种情况,推导了考虑侧向偏差和地球旋转修正的扰动引力计算的球谐函数极点变换模型。仿真分析表明:从落点偏差来看,前者扰动引力计算相对误差为1.89%,后者为6.07%,满足诸元和制导精度要求。     

月球卫星轨道摄动及冻结轨道研究

利用理论分析、数值仿真与相图分析,论述了月球卫星冻结轨道与地球卫星冻结轨道的区别,分析结果表明,月球重力场存在较大异常,会引起月球卫星轨道发生较大漂移。月球冻结轨道在田谐项影响下,还存在中等周期的漂移。仅简单考虑带谐项系数,无法求得完美的月球冻结系数。月球重力场异常对绕月卫星的影响与地球相比存在很大区别。月球轨道卫星的长期运行与控制策略的设计,不能按照地球轨道卫星的传统方法。目前使用的月球引力模型精度较差,尽管基于这些不可靠的引力模型,可以得出很多有用结论,但对未来高精度的月球探测任务来说,还存在不足,需要在将来的月球探测任务中,探测高精度的月球重力场,以利于未来月球探测航天系统的任务分析与设计。     

遥远的海王星

天文学家已经测算出海王星的质量为地球的17倍,平均密度为地球的1．5倍,体积也比地球大得多。另外,由于海王星的重力（引力）比地球稍微大一点,所以,一个体重100千克的人,如果站在海王星上,称得的体重就是112千克。     

制导飞行力学方法

在方向不变的惯性坐标系建立和求解弹道式火箭的动力学方程,可以不考虑牵连惯性力和科氏惯性力,把惯性制导建立在更简捷明了的基础上。不同于过去书刊常常在随地球一起转动的坐标系中研究飞行力学的各种问题。阐明了火箭离开地球表面起飞的初始条件,详细分析了被地球引力吸住一起转动的空气或大气作用在惯性空间运动着的火箭上的空气动力的处理方法。推导了用惯性坐标系中火箭的运动参数计算地理位置的公式和动坐标系运动参数的公式。     

天体引力场——一类有用的太空资源

人类要实现航天,必须克服地球引力的束缚。但是,不应凭这一点,就认为地球的引力场只有不利的一面。实际上,地球引力场既是世间万物存在和发展的必要条件,又提供了航天器在近地空间中运动时所受到的主要的外力。应该说,包括地球在内的各种天体的引力场是一类有用的太空资源。