深空探测中的几个轨道问题

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cool_1944
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本篇论文主要讨论了在深空探测中建立快自转天体大偏心率卫星轨道田谐项分析解时遇到的问题,并提出了一种在一定情况下收敛速度较快的适用于低阶田谐项的分析解和一种对偏心率“封闭”的半分析解,并且用这些结果分析了一些问题,获得了一些有意义的结果,同时也反映了以上分析解和半分析解的有效性。  早在1966年,Kaula就通过线性变换方法以及利用真近点角对平近点角的傅立叶展开给出了统一的非球形摄动分析解,由于不是对偏心率展开,因此避开了拉普拉斯极限问题。Kaula解在小偏心率情况下用得很好,但若用于大偏心率轨道,虽然不存在不收敛问题,但收敛速度将会变得非常缓慢(而且相应的倾角函数和汉森系数存在计算上的不稳定),以至于用它来分析问题时会非常不方便,难以把握田谐项的一些摄动特征。本文不企图在一般情况下改善以上Kaula解的收敛速度,而仅仅把注意力集中于重新考察低阶田谐项(主要是J22项)的Kaula解。在Kaula方法的基础上提出综合采用中心天体快自转和慢自转的积分方法来求低阶田谐项的摄动分析解,结果表明这种分析解不仅能说明火星/地球大偏心率轨道近星点附近的“降阶”现象,也能用数学方法证明该分析解一般情况下要比Kaula直接展开得到的分析解收敛性更好。在此基础上,进一步通过分析解分析了快自转天体大偏心率情况下J22项对6个开普勒根数的摄动特征。并且以火星为例,验证了用该分析解来做分析法轨道外推时具有一定的有效性。  然而,以上分析解也并非全局适用,仍存在一定的局限性,如果中心天体的自转速度较快(甚至快于火星和地球),或者偏心率非常大,该分析解的收敛速度可以变得很慢(甚至慢于Kaula解),此时若用它来分析问题也将带来很大的不便。考虑到此问题,本文在讨论构造田谐项分析解时在Kaula方法的基础上还提出了一种半分析方法,该方法同样从Kaula方法出发,因此对偏心率也是“封闭”的,其最终结果能将被积函数的原函数化为一个变上下限的定积分,将对田谐项的长时间积分化归到一个轨道周期之内,与数值结果的比对表明了该半分析解的有效性,而且计算量也不大。通过与汉森系数的比对,还可以发现该半分析解中的共振项系数与汉森系数存在一种有趣的关系。  随后,利用以上分析解和半分析解,作者对田谐项导致的大偏心率轨道(HighEccentricity Orbit,HEO)近星点附近“降阶”问题、小天体田谐项大摄动问题以及田谐项导致的轨道共振问题进一步展开了讨论,得出结论认为(1)田谐项导致的半长径摄动解在HEO近星点附近“降阶”现象主要是由于HEO在近星点附近运动速度远快于中心天体自转速度造成的。(2)相比于带谐项,在大摄动情况下田谐项可能会导致卫星能量增大,以至于离开中心天体。(3)相比于小偏心率轨道,HEO造成轨道共振的“频域”更广。(4)对于田谐项摄动来说,无论是从(2)还是(3)的角度来看,一般情况下逆行轨道都要比顺行轨道变化更小。文中通过考虑Eros小行星和火星环绕卫星在田谐项摄动下的数值计算结果验证了以上结论。
其他文献
殷 朝末代君主纣王 ,是中国历史上有名的暴君 ,由于他的奢侈残暴 ,导致了殷朝的灭亡。纣王初即位时还未暴露出他的荒淫暴虐。有一次 ,他让工匠做了一双象牙筷子。大臣箕子看
在质子回旋频率以下的离子回旋波由于能够直接与离子发生共振相互作用,在离子加速与加热现象中起着非常重要的作用,被广泛应用在太阳、空间和实验室等离子体活动现象的研究。例
纳米级和皮米级激光测距是光学技术重要的一环,也是空间引力波探测实验必须的技术。外差式正弦相位调制干涉纳米位移测距实验由此而提出,并且作为LISA计划的一种备用的测距方案
最近一个时期,江泽民总书记站在党和国家发展的历史高度,反复强调:“只要我们党始终成为中国先进社会生产力的发展要求、中国先进文化的前进方向、中国最广大人民的根本利益的忠
星系棒能够重新分配棒旋星系中的物质、角动量和能量,是寄主星系长期缓变演化的重要内部驱动力。本文利用高精度流体动力学模拟,系统研究了包含银河系在内的棒旋星系中气体结构
宇宙伽玛射线暴(简称伽玛暴)是发生在宇宙学尺度上的高能爆发现象,涉及若干极端物理过程,为当今研究重要热点之一。伽玛暴研究中一个极具挑战性的问题涉及伽玛暴的中心引擎,即:什
一、坚持解放思想、实事求是的思想路线是创新的思想法宝。解放思想的精髓在于勇于创新,思想是行动的先导,而要创新,首要的问题是解放思想,实现理论或观念创新。解放思想,实事求是
编辑同志:   我是一名农村党员,今年 5月份,我和 100多名村民集体到省上上访,反映我村村委干部的有关问题。前不久,县纪委在处理党支部有关成员在上访中的违纪行为时,以我也参与
统计分析方法和N-Body数值模拟是连接观测和理论之间的桥梁。我们对星系巡天或者模拟样本进行统计分析的兴趣在于透过纷繁复杂的数据,探寻其背后隐藏的宇宙大尺度结构形成和演
当前干部作风存在的主要问题是武断专制,不讲民主;脱离实际,凭空决策;有令不行,有禁不止;好大喜功,弄虚作假;见利忘义,贪图享乐;拉帮结派,徇私舞弊;投机钻营,跑官要官;讳疾忌医,文过饰非;官气