载人小行星探测目标选择与轨道优化设计

针对2020-2040年载人小行星探测任务,研究了探测目标选择与轨道优化设计问题。首先,针对已编目的近地小行星,综合考虑绝对星等、燃料消耗等多方面因素与约束,给出了适合载人探测任务的候选小行星序列;然后,构建了载人小行星探测任务轨道的设计模型,采用参数优化算法对探测轨道进行了设计;进一步,为了获得最优探测轨道,利用主矢量原理对探测轨道进行了优化。该研究可为载人小行星探测任务设计提供有价值的参考。     

登陆小行星的第一步

美国航空航天局已经制订好计划，准备在2025年把宇航员送上某颗小行星。毫无疑问，执行这样的任务将面临重重挑战和风险，但首先要完成的是了解人类可对哪些近地天体进行探索。小行星专家、太空科学家、宇航员和美国航空航天局代表团在最近举行的名为“直击近地天体：为人类进行近地轨道外探索提供一个切实可行的近地天体”的学术研讨会上，对这个问题以及其他相关问题进行了探讨。     

美国小行星探索之路能走多远?

根据2011年7月28日的报道,天文学家研究发现一颗小行星藏在地球绕日轨道上,它已陪伴着地球渡过了至少几千年的时光。,这种小行星被称作“特洛伊小行星”,尽管其与地球距离比地月远得多,但由于轨道相近,它是最适合航天员探索的地方之一。美国航空航天局（NASA）在未来15年内很有可能对其进行研究甚至开发。研究者还认为,如果能够发现更多的“特洛伊小行星”,航天员能在这些小行星上寻找地球匮乏的贵重矿物。这一发现也为科学家研究太阳系开启了全新的视野。 长期以来,人类对于近地小行星（NEA）及更少见的近地彗星知之甚少。了解这些天体有助于人类获得太阳系形成的科学信息,这些天体上还可能存在具有潜在价值的太空物质。因此,2010年美国总统奥巴马将小行星探测列为美国航空航天局（NASA）未来载人航天计划中的重要内容。     

近地小行星观测技术分析

数量庞大的近地小行星对地球安全构成了重大潜在威胁,受现阶段小天体观测技术水平限制,仍有大量危险性小行星尚未发现。瞄准我国近地小行星空间观测技术发展需求,通过综合分析国内外近地小行星观测现状及相关技术水平,并结合天/地基小行星观测平台能力对比,从我国近地小天体观测技术基础出发,提出了我国空间红外小行星观测技术方案。采用可见–红外融合探测的技术方案开展小行星搜寻与光谱详察,并通过空间小行星观测平台与地面观测装备网络协同观测,为推动形成我国天体一体化小行星观测体系奠定基础;同时通过对多种小行星撞击地球的防御策略以及小行星利用价值综合分析,为我国开展近地小行星观测、预警、防御等任务提出了初步建议。     

神秘的小行星

代号为“苏梅克”的近地小行星会合探测飞船是第一艘环绕小行星飞行的飞船，２００１年２月在爱神星表面坠毁。在此之前它传回１６万张有关爱神星的图像，是美国航空航天局最成功的航天探测之一。小行星可能是太阳系中最原始的天体，它们是巨大的引力形成太阳和行星时的残余物。在火星和木星之间有一个密集的小行星带。它们在运行过程中必定要发生碰撞，导致某个小行星改变轨道飞向太阳或某个行星。英国《自然》周刊报道，天文学家和地质学家研究“苏梅克”探测飞船传回来的数据后说，他们发现爱神星的结构复杂得令人吃惊。爱神星长３４千米…     

强不规则天体引力场中的动力学研究进展

小行星探测与彗星探测是深空探测的重要方面。一般来说,小行星和彗星因质量都不足以使得万有引力克服应力达到流体静力学平衡,而具有强不规则的外形。研究强不规则天体引力场中的动力学行为及其内在机制,是探测器被不规则天体捕获并对其形成近距离探测轨道的基础。从引力场模型和动力学行为两个方面综述了强不规则天体引力场中动力学的研究进展,在引力场模型的研究方面介绍了强不规则天体引力场建模的球谐函数摄动展开模型、简单特殊体模型及多面体模型的研究现状,在动力学机制的研究方面介绍了强不规则天体引力场中的周期轨道和拟周期轨道、平衡点、流形、分岔与共振以及混沌运动的研究现状,指出了这些方面研究的重点与难点。分析了强不规则体引力场中动力学的研究趋势。     

小行星撞击与偏转评估任务

正截至2017年5月1日,人类已经发现了16089颗近地小行星(NEA),其中有1799颗是对地球有潜在危险的小行星(PHA)。目前,全世界各研究机构已提出数十种避免和减轻小行星撞击风险的方法,其中一种是动力撞击偏转轨道。当前的问题是深入掌握撞击对小行星轨道的效应,对撞击器大小、速度、撞击方向以及如何选择     

太阳系最怪异的七颗小行星

美国航空航天局发射的“黎明”号小行星探测器目前正围绕小行星——灶神星的轨道飞行，按计划。“黎明”号在长达8年、近50亿千米的星际探索之旅中，将远赴火星和木星之间的小行星带，探测两颗人类以前从未尝试接触的天体——谷神星和灶神星。这是迄今为止人类最为直观地观测小行星，这个探测器揭示的秘密将有助于科学家回答有关这个天体和太阳系里其他几十万颗小行星的几个重要问题。     

近地小行星防御策略分析

近年来,各国针对近地小行星的威胁及相应防御策略的研究越来越多。调研了国内外近地天体观测发展现状和多种近地小行星撞击地球的防御策略,通过比较分析防御策略的实现原理、关键技术和存在的问题,对各种策略的适用性、可行性和有效性进行了评估。通过对各种策略的分析和总结,结合我国近地小行星防御策略的研究现状,尝试性提出了采用多种策略组合的方式对有潜在威胁的小行星采取相关有效方案,为航天器的研制和防御策略的实施争取更多的时间。     

近地小行星威胁与防御研究现状

近地小行星与地球碰撞虽然罕见但可能会造成灾难性后果。近年来,各国加强了对近地小行星的监控、跟踪力度,并且实施了几次卓有成效的探测任务,如何防御近地小行星威胁的研究越来越多。总结了目前近地小行星的主要观测监视设施和现状,讨论了国际上对小行星威胁的评估情况,分析和评估了目前提出的防御手段的研究现状及其可行性。