小行星探测器轨道力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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姜宇李恒年 著

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• 轨道力学
• 小行星探测
• 航天器动力学
• 天体力学
• 空间机制
• 轨道设计
• 姿态控制
• 行星科学
• 航天工程
• 优化算法

店铺： 学向美图书专营店

出版社： 中国宇航出版社

ISBN：9787515912721

商品编码：29610889881

包装：精装

开本：32

出版时间：2017-01-01

页数：398

字数：100

内容介绍
小行星是太阳系形成的残余碎片。小行星和*小行星系统、三小行星系统中的动力学问题和探测器轨道设计的研究，不仅有助于我们理解太阳系中各类小行星、*小行星系统、三小行星系统的早期形成与演化机制，也有助于我们设计满足各类应用需求的探测器轨道及轨道控制方*。此外。我guo未来小行星和彗星探测任务需求也对深入研究小行星附近的动力学问题*出了诸多挑战。《小行星探测器轨道力学》立足于介绍小行星和多小行星系统的动力学的内在机制，设计合适的小行星环绕探测任务轨道，以解决小行星附近动力学的理论与实际问题。《小行星探测器轨道力学》面向的读者是从事航天动力学、天体力学、深空探测、轨道设计以及制导、导航与控制等专业的研究人员和工程技术人员，也可以作为相关*域的高校教师和研究生的参考书。

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目录
*1章 引论 1．1 研究背景与意义 1．2 小行星的引力场模型的研究现状 1．2．1 球谐与椭球谐函数摄动展kai模型 1．2．2 简单体模型 1．2．3 多面体模型 1．2．4 离散元模型 1．3 单个小行星附近的动力学研究现状 1．3．1 周期轨道和拟周期轨道 1．3．2 平衡点的位置与拓扑类型 1．3．3 流形 1．3．4 周期轨道族的分岔 1．3．5 共振的类型 1．3．6 混沌*1章 引论
1．1 研究背景与意义
1．2 小行星的引力场模型的研究现状
1．2．1 球谐与椭球谐函数摄动展kai模型
1．2．2 简单体模型
1．2．3 多面体模型
1．2．4 离散元模型
1．3 单个小行星附近的动力学研究现状
1．3．1 周期轨道和拟周期轨道
1．3．2 平衡点的位置与拓扑类型
1．3．3 流形
1．3．4 周期轨道族的分岔
1．3．5 共振的类型
1．3．6 混沌
1．3．7 不规则小行星表面运动、跃迁与软着陆
1．4 *小行星系统动力学研究现状
1．4．1 *小行星系统简单模型假定及动力学研究
1．4．2 *小行星系统观测与系统动力学参数计算
1．4．3 *小行星系统的日心轨道与共振
1．4．4 *小行星系统的稳定性
1．5 三小行星系统动力学研究现状
1．5．1 三小行星系统观测与动力学参数计算
1．5．2 三小行星系统的稳定性
1．6 小行星与多小行星系统动力学计算方*研究现状
1．6．1 小行星附近周期轨道的计算方*
1．6．2 小行星相对平衡点的位置与特征值的计算方*
1．6．3 *小行星系统的动力学计算方*
1．7 本书章节内容
参考文献

*2章 小天体引力场建
2．1 引言
2．2 多面体引力的计算
2．2．1 多面体引力势
2．2．2 多面体引力
2．2．3 多面体引力梯度矩阵
2．2．4 计算过程概要
2．3 *小行星系统多面体引力的计算
2．3．1 多面体体积分转化为线积分
2．3．2 *多面体上的体积分与集数展kai近似
2．3．3 符号简化
2．3．4 集数展kai的逐项积分
2．3．5 *多面体引力积分的计算过程
2．3．6 *小行星系统共有势及受力的计算
2．3．7 每1个不规则小行星受另1个不规则小行星的力矩
2．3．8 *不规则小行星引力全二体问题动力学方程
2．4 多小行星系统动力学建模的颗粒物质离散元方*
2．4．1 仅有引力无碰撞情况下的动力学
……

第3章 小行星引力场中的动力学方程与有效势
第4章 平面对称引力场中平衡点的稳定性及其附近的轨道与流形
第5章 强不规则小行星引力场中平衡点局部的动力学
第6章 强不规则小行星引力场中的大范围周期轨道及分岔
第7章 参数变化下小行星平衡点的碰撞与湮灭
第8章 *小行星系统探测器动力学
第9章 多小行星系统探测器动力学 显示全部信息

宇宙航行与天体动力学基础 作者：[此处填写作者姓名，例如：张伟] 出版社：[此处填写出版社名称，例如：科学出版社] 出版年份：[此处填写年份，例如：2024] ISBN：[此处填写ISBN号] --- 内容提要 本书旨在为航空航天工程、天体物理学以及相关领域的学生和专业人士提供一个全面而深入的、关于经典轨道力学和空间任务设计基础理论的教程。全书以严谨的数学推导和丰富的物理图像为支撑，系统阐述了航天器在引力场中运动的基本规律，并将其扩展到实际空间任务设计中必须掌握的关键技术。 本书的结构设计遵循从基础原理到复杂应用的递进逻辑。我们首先回顾了牛顿万有引力定律和开普勒定律在描述两体问题中的核心地位，详细解析了轨道根数的物理意义及其相互转换方法。随后，章节深入探讨了非保守力（如大气阻力、辐射压力）对轨道的影响，并引入了摄动理论的基本框架，为理解真实空间环境下的运动状态奠定基础。 在高级主题部分，本书重点关注了空间任务规划的基石——轨道转移机动。从最基础的霍曼转移轨道到涉及高能耗的弹道捕获，再到涉及复杂轨道几何的重力助推（引力弹弓）技术，我们提供了详尽的数学模型和工程应用案例。此外，本书还对相对运动和轨道姿态动力学的基础概念进行了介绍，这是未来进行精确轨道控制和自主导航的先决条件。 本书的特色在于其强调理论与实践的结合。每章末尾均附有精选的习题，涵盖了从解析计算到数值模拟的不同难度层次，旨在帮助读者巩固理论知识并培养解决实际工程问题的能力。 --- 详细章节结构与内容概述 第一部分：基础理论与两体问题 (The Two-Body Problem) 第一章：引言与运动学基础 本章首先界定航天动力学的研究范畴，概述了从地面发射到地月空间探测任务的演变历程。重点回顾了牛顿运动定律、角动量守恒和能量守恒定律在引力场中的应用。引入了惯性参考系和地心惯性参考系（ECI）的概念，并讨论了坐标系之间的基本转换，特别是涉及到地球自转和岁差的变换。 第二章：两体问题解析解 本章是全书的核心。详细推导了在中心引力场下航天器运动的拉普拉斯-朗格朗日方程，并解析求解了开普勒方程。所有六个轨道根数（Keplerian Elements），包括半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和真近点角，均被赋予清晰的物理意义。本章提供了从笛卡尔坐标（位置和速度向量）到轨道根数的精确转换流程，以及反向转换的算法。 第三章：轨道几何与参数化描述 本章专注于描述不同类型的轨道形状，包括椭圆、抛物线和双曲线。特别关注了近地轨道（LEO）、地球静止轨道（GEO）的几何特性。引入了速度和位置随时间的解析函数，特别是对于椭圆轨道，详细分析了真近点角、平近点角和平均近点角之间的关系，并通过牛顿迭代法求解开普勒方程。 第二部分：空间任务动力学 (Space Mission Dynamics) 第四章：轨道周期与能量关系 深入探讨轨道机械能和角动量与轨道形状参数的关系。分析了轨道速度与轨道几何之间的内在联系，如在近地点和远地点的速度计算。此外，讨论了如何利用轨道周期来确定航天器在特定时刻的相位角，这对通信和观测任务至关重要。 第五章：摄动理论概述与微扰力 将研究对象从理想两体问题扩展到三体或多体系统，并引入非引力摄动源。详细分析了地球非球形引力场（J2项是重点）对轨道的影响，如何导致轨道的进动（如升交点和近地点的漂移）。引入了平均动力学（Averaging Theory）的基本概念，为处理周期性扰动提供工具。此外，分析了大气阻力在低轨道环境中的建模与影响。 第六章：轨道机动基础：霍曼转移 系统讲解了最经济高效的轨道转移技术——霍曼转移轨道。详细计算了椭圆轨道之间转移所需的速度增量（$Delta V$）和转移时间。本章通过实例展示了如何设计从圆形轨道到另一圆形轨道的转移，以及如何将此原理应用于近地卫星的近拱点高度调整。 第七章：高级转移技术与弹道学 超越霍曼转移，本章探讨了涉及更大能量需求的转移方案。分析了双椭圆转移（Bi-elliptic Transfer）的适用场景，即在特定情况下可能比霍曼转移更节省燃料。详细讨论了引力辅助机动（Gravity Assist Maneuver），即行星际任务中利用行星引力场进行加速或减速的技术原理，推导了速度和方向变化的几何关系。 第三部分：轨道控制与相对运动 (Orbit Control and Relative Motion) 第八章：轨道控制与燃料优化 本章聚焦于精确的轨道保持和轨道机动所需的脉冲控制。讨论了脉冲推力（Impulsive Maneuvers）和低推力机动（Low-Thrust Maneuvers）的区别与应用。引入了最优控制理论的基本思想，如最小燃料消耗的轨道修正策略，并简要介绍了数值优化方法在轨道设计中的应用。 第九章：相对运动与目标跟踪 在航天器编队飞行或交会对接任务中，研究航天器相对于目标航天器的运动至关重要。本章引入初始条件，并使用维泰克方程（Clohessy-Wiltshire Equations）来线性化描述近乎圆形的轨道上的相对运动。本章为理解复杂会合与离散操作提供了必要的动力学工具。 第十章：轨道确定与导航基础 简要概述了航天器状态向量（位置和速度）的确定过程。介绍了从地面观测数据（如测距和测速）到轨道根数的估计过程，包括卡尔曼滤波在实时轨道预测和修正中的作用。 --- 适用对象 高等院校本科高年级及研究生，主修航空航天工程、应用数学、物理学。 从事卫星设计、空间任务规划、轨道动力学分析的工程师和研究人员。 对行星际导航和深空探测原理感兴趣的科研工作者。 学习目标 读者完成本书学习后，将能够： 1. 熟练掌握轨道力学的基本解析工具，并能独立完成两体问题的轨道参数计算。 2. 理解并量化地心引力场非球形特性对卫星轨道的影响。 3. 设计和评估主要的轨道转移策略，包括霍曼转移和引力助推。 4. 理解相对运动动力学，为编队飞行和近距离操作奠定理论基础。 5. 对实际空间任务中轨道维持、燃料预算和导航约束有深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能让我真正理解行星际飞行背后原理的书，而《小行星探测器轨道力学》这个名字，仿佛为我指明了方向。想象一下，一艘小小的探测器，要跨越数亿公里的距离，去拜访那些来自太阳系早期的小型天体，这本身就是一项了不起的壮举。那么，它是如何做到的呢？这本书应该会深入浅出地解释这些问题。我猜想，书中会详细讲解如何利用牛顿的万有引力定律来预测探测器的运动轨迹，如何计算出最省力、最经济的飞行路径，比如那些被称为“霍曼转移轨道”或者“引力弹弓”的绝妙技巧。我尤其好奇的是，在漫长的旅途中，探测器会受到来自太阳、行星甚至其他小行星的引力干扰，这些“摄动”是如何被计算和补偿的？书里会不会介绍一些高级的轨道控制方法，比如如何通过微小的推进器调整来修正航线，以确保探测器能够精准地进入预设的轨道，甚至实现复杂的交会和着陆？这本书听起来就像一本关于太空“导航术”的秘籍，它会让我明白，每一次成功的小行星探测任务背后，都凝聚着多少精密的计算、严谨的设计和不断的优化。我期待它能解答我对太空旅行最根本的疑问。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字是《小行星探测器轨道力学》，光是听起来就让人觉得充满了宇宙的奥秘和科学的魅力。我一直对太空探索充满好奇，特别是那些孤独地在宇宙中穿梭的探测器，它们是如何精确地计算自己的航线，避开无数的障碍，最终抵达遥远的目标的？这本书的名字恰好触及了我心中最深的疑问。我无法想象，一颗小小的探测器，要承载着人类的希望和智慧，在浩瀚无垠的星海中，如何才能摆脱地球的引力，又如何在引力的束缚和自身的动力之间找到完美的平衡点，最终绘制出那条通往未知世界的优美弧线。这本书必然会详细地剖析这一切，从基础的万有引力定律，到复杂的轨道摄动理论，再到如何巧妙地利用行星的引力进行加速和变轨，每一个环节都充满了挑战，也充满了智慧。我迫不及待地想知道，那些工程师和科学家们是如何将枯燥的数学公式转化为一场场激动人心的太空探险，如何让冰冷的探测器拥有“生命”般精准的航行能力，去揭示小行星的秘密，去探索宇宙的边界。我坚信，这本书不仅仅是关于轨道力学的知识，更是关于人类探索精神和科学力量的赞歌，它会打开我认识宇宙的一扇新视角，让我对太空充满更深的敬畏和向往。

评分☆☆☆☆☆

“小行星探测器轨道力学”——光是这几个字，就足以勾起我对宇宙深处的好奇心。我总是被那些孤独地在黑暗中穿梭的探测器所吸引，它们就像是人类的眼睛和触角，伸向遥远的未知。但它们是如何找到自己的路的呢？这本书的名字暗示着它会揭示这个秘密。我设想，书中会从最基础的物理原理开始，比如万有引力的概念，是如何影响天体运动的。然后，它应该会进入更复杂的范畴，比如如何计算一颗探测器在离开地球后，如何在太阳的引力作用下，以及在到达小行星时，是如何规划它的轨迹的。我脑海中浮现出各种各样的轨道，有的是优美的椭圆，有的是复杂的螺旋，它们之间是如何连接的？书里会不会讲解那些精密的轨道设计，比如如何利用行星的引力来进行加速，也就是我们常说的“引力弹弓”效应，这简直就像是在太空中玩一场精妙的“台球”。而且，在如此漫长的旅途中，微小的误差也会被放大，那么探测器是如何保持它的精准度的呢？这本书，我想，会是一本关于如何驾驶宇宙飞船，如何在星际空间中“画出”一条完美轨迹的教科书，它会让我对那些默默奉献的科学家和工程师们充满敬意。

评分☆☆☆☆☆

《小行星探测器轨道力学》，这个名字本身就带有一种科幻小说般的浪漫，同时又透露出严谨的科学内核。我一直对太空探索充满向往，尤其是那些能够深入太阳系边缘、研究古老小行星的探测任务。但每次想到探测器是如何在浩瀚的宇宙中找到自己的目标，我就感到无比好奇。这本书的名字让我觉得，它能够解答这些疑问。我猜想，书中会详细地讲解，在广阔的宇宙空间中，如何计算和设计探测器的飞行轨道。这不仅仅是简单的直线运动，而是要考虑到太阳、地球、月球以及其他行星的引力作用，甚至是小行星自身的微弱引力。书中会不会介绍如何利用复杂的数学模型来预测探测器的运动轨迹，如何计算出最佳的发射窗口期，以及在漫长的星际旅行中，如何进行轨道修正，以确保探测器能够准确地到达预定的小行星轨道。我甚至期待书中能够提及一些非常规的轨道设计，比如如何利用引力辅助来节省燃料，或者如何在小行星附近实现复杂的机动动作。这本书，对我来说，就像是一扇通往宇宙航行“幕后”的大门，它会让我明白，每一次成功的小行星探测任务，都离不开精确的轨道力学计算。

评分☆☆☆☆☆

“小行星探测器轨道力学”——单看书名，我就觉得这本书会带领我进入一个充满智慧和挑战的领域。我一直对太空探索的细节充满兴趣，尤其是那些探测器如何精准地穿越宇宙，抵达遥远目标的故事。这本书的名字，精准地击中了我的好奇心。我设想，这本书会详细解释，一颗探测器如何在地球的引力束缚下挣脱，然后在太阳的引力井中 navigates，最终找到那个遥远的小行星。这必然涉及到复杂的数学和物理学原理，比如如何计算和预测轨道，如何利用万有引力定律来规划飞行路径。我特别好奇的是，书中会不会讲解那些“轨道设计”的艺术，例如如何利用行星的引力来加速或改变方向，也就是我们常说的“引力弹弓”效应，这听起来就像是太空中的“魔法”。而且，在漫长的旅程中，细微的偏差都会影响最终的结果，那么探测器是如何保持它的精确度的呢？这本书，我想，会像一本关于太空“导航术”的指南，它会让我明白，每一次成功的小行星探测任务，背后都隐藏着怎样的精密计算和科学智慧，也让我对那些默默工作的工程师们充满敬意。