《參數變化下的小天體動力學特性研究》是2024年國防工業出版社出版社圖書，作者是姜宇、倪彥碩、寶音賀西、李俊峰、劉永傑。
基本介紹
- 中文名：參數變化下的小天體動力學特性研究
- 作者：姜宇、倪彥碩、寶音賀西、李俊峰、劉永傑
- 出版時間：2024年
- 出版社：國防工業出版社
- ISBN：9787118132052
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書以參數變化下的小天體動力學問題為研究對象，參數分為兩種類型，一類是動力學參數，如周期軌道的周期，Jacobi常數，軌道頻率熵，表面位置，毛細管指向等；另一類參數是小天體的物理參數, 如小天體的密度，轉速，外形，質量分布等。其中表面位置和毛細管指向等屬於表面參數，周期軌道的周期、Jacobi常數、軌道頻率熵等屬於表面外參數。按照參數特點來看，本書分為三個部分。第一部分主要介紹作者發現的小天體的形狀熵、周期軌道延拓的多重分岔與收斂性，周期軌道曲率半徑與撓率，擬周期軌道的周期性定量分析。第二部分主要介紹作者在小天體表面平衡、表面運動動力學與表面跳躍動力學方面的研究成果，以及在小天體表面毛細作用方面的首創成果。第三部分主要介紹作者把密度、外形、轉速和內部質量瘤作為變化參數下，研究發現的小天體動力學特徵變化，包括平衡點位置、特徵值、拓撲類型、慣性指數、穩定性以及分岔。
本書是國內外行星科學領域首部以參數變化為視角研究動力學特性的專著，旨在拋磚引玉，希望後續看到更多以參數變化視角，特別是軌道頻率熵、毛細作用、密度、外形、轉速和內部質量瘤等作為參數下的小天體動力學特性研究。同時在研究過程中也遺留了大量未解決的問題，期待更多志同道合的同志和我們一起在該領域探索未知。
本書可為從事行星科學、深空探測等領域研究的專家學者提供參考，對相關學科感興趣的同志，相信本書研究發現的一些趣味結論也能有所助益。
圖書目錄
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 小天體的概況
1.2.2 小天體的探測
1.2.3 引力場模型研究
1.2.4 小天體附近動力學問題研究
1.3 本書創新點
參考文獻
第2章 小天體的形狀熵與周期軌道的搜尋方法
2.1 引言
2.2 小天體的形狀熵
2.2.1 平面幾何圖形與圓
2.2.2 空間幾何圖形與球
2.2.3 小天體的多面體模型與等體積均質球
2.3 周期軌道的搜尋方法
2.3.1 小天體附近的質點運動方程
2.3.2 周期軌道分類
2.3.3 太陽引力對小天體附近周期軌道及其搜尋的影響
2.3.4 利用偶極子模型的搜尋方法改進與分析
2.4 小結
參考文獻
第3章 周期軌道延拓中的多重分岔
3.1 引言
3.2 周期軌道延拓中的分岔組合
3.3 愛神星附近周期軌道延拓中的多重分岔
3.4 不同穩定性區域中周期軌道受擾比較
3.5 周期軌道延拓中的收斂特性
3.5.1 216Kleopatra
3.5.2 22Kalliope
3.6 小結
參考文獻
第4章 擬周期軌道的周期性定量分析
4.1 引言
4.2 擬周期軌道的定量分析方法
4.2.1 基於李雅普諾夫指數的分析方法
4.2.2 基於頻域分析的熵方法
4.3 簡化動力學模型下軌道的分析
4.3.1 Henon-Heiles系統中的軌道
4.3.2 圓限制性三體系統中的軌道
4.4 小天體附近軌道的分析
4.4.1 艾女星附近的擬周期軌道，
4.4.2 格勒夫卡星附近的擬周期軌道
4.5 小結
參考文獻
第5章 不規則小天體表面躍遷動力學與毛細作用
5.1 引言
5.2 不規則小天體表面平衡與表面運動動力學
5.2.1 光滑表面上的動力學
5.2.2 非光滑表面上的動力學
5.2.3 表面平衡的個數與穩定性
5.2.4 小天體表面顆粒的黏滑動力學
5.2.5 小天體光滑表面平衡的計算
5.3 不規則小天體表面跳躍動力學
5.3.1 軌道運動
5.3.2 表面碰撞動力學
5.3.3 表面跳躍動力學的數值方法
5.3.4 小行星6489 Golevka表面躍遷動力學行為計算與分析
5.3.5 跳躍運動的蒙特卡羅模擬與探測器軟著陸模型分析
5.4 小行星表面裂縫中的毛細作用以及在小行星433 Eros中的套用
5.4.1 小行星表面毛細管中的液體高度
5.4.2 引力有效勢和引力坡度分布
5.5 小結
參考文獻
第6章 不規則小天體密度變化下的引力場環境與平衡點
6.1 引言
6.2 不同密度值下小行星的引力場與平衡點
6.2.1 密度值2.43g/cm3對應的引力場參數
6.2.2 密度值1.63g/cm3對應的引力場參數
6.2.3 密度值1.0g/cm3對應的引力場參數
6.2.4 三種情形討論
6.3 小結
參考文獻
第7章 不規則小天體外形變化下平衡點的變化與分岔
7.1 引言
7.2 小行星243 Ida主星不規則形狀模擬與引力場環境確定
7.3 小行星243 Ida外部形狀變化過程中平衡點的Hopf分岔
7.4 小結
參考文獻
第8章 不規則小天體轉速變化下平衡點的化生與湮滅
8.1 引言
8.2 轉速變化下不規則小天體平衡點的化生與湮滅機制
8.2.1 擁有5個平衡點的小天體平衡點的湮滅
8.2.2 擁有7個或9個平衡點的小天體平衡點的湮滅
8.2.3 擁有5個平衡點的小天體平衡點的化生
8.3 算例
8.3.1 243 Ida
8.3.2 951 Gaspra
8.3.3 2867 Steins
8.3.4 216 Kleopatra
8.3.5 101955 Bennu
8.3.6 1996 HW1
8.4 小結
參考文獻
第9章 質量瘤對小天體引力場中平衡點的影響
9.1 引言
9.2 小天體質量瘤模型的構建
9.3 單層質量瘤對平衡點的影響
9.3.1 單層相似質量瘤
9.3.2 單層球形質量瘤
9.4 多層質量瘤對平衡點的影響
9.4.1 多層相似質量瘤
9.4.2 多層球形質量瘤
9.5 小結
參考文獻
附錄A 式(4-28)的證明過程
作者簡介
姜宇，宇航動力學國家重點實驗室研究員，博導，主要研究太空極端軌道力學，空間碎片AI範式，先後負責34項航天任務的控制計算工作，撰寫技術報告20餘份，牽頭開發平台/系統/軟體共11項。2022年起領銜太空軌道領域首個國家航天系統重點拔尖創新團隊項目，同年入選戰略某領域"百人計畫"科學家、國家級優秀專業技術人才(一類崗位)。擔任新一代人工智慧國家科技重大專項暨科技創新2030重大項目首席科學家，曾主持173重點項目課題(原973)、國家級專項、國家自然科學基金面上項目等。因主持建立了我國自主的空間目標解體溯源計算技術體系，獲中國航天基金會航天貢獻獎(2021、部委提名)。承擔的國家自然基金項目成果入選學科排名TOP 10%。制定了2部太空飛行器軌道控制國家級標準（本領域國家級標準共7部），出版《小行星探測器軌道力學》和《衛星編隊飛行與星座控制》專著。
倪彥碩，北京空間飛行器總體設計部型號副主任設計師，研究方向包括月球與深空探測總體設計、太空飛行器軌道力學等。2018年7月畢業於清華大學航空宇航科學與技術專業，工學博士，獲北京市優秀畢業生稱號。
寶音賀西，清華大學教授，博導，研究方向為航天動力學與控制。發表高水平論文百餘篇，多次入選Elsevier公布的中國高被引學者榜單，創新成果兩度被Science、MIT Tech Review評論，引起廣泛的國際關注；曾主持國家傑出青年科學基金，獲國家級、省部級科技獎多項，擔任Astrodynamics主編、Science China編委等。出版《動力學基礎》等著作4部。
李俊峰，清華大學航天航空學院教授、博導，兼任清華大學行健書院院長、教育部力學類教學指導委員會副主任、國務院學位委員會力學學科評議組成員、中國科協動力學與控制首席科普專家、中國力學學會常務理事、中國力學學會教育工作委員會主任、中國宇航學會空間控制專業委員會副主任、IEEE TAES的AE以及中國科學、宇航學報、空間科學學報、空間控制技術與套用等編委。在航天動力學與控制等方面的研究成果曾獲國家科技進步獎、教育部科技進步獎、軍隊科技進步獎，主要論著有《深空探測動力學與控制》《太陽帆太空飛行器動力學與控制》《太空飛行器相對運動軌道動力學》。主講的“理論力學”被評為國家精品課併入選國家級精品資源視頻共享課，領銜“基礎力學”國家級教學團隊，主編的《理論力學》被評為國家級規劃教材，翻譯英文教參《工程矢量力學》等5部。
劉永傑，宇航動力學國家重點實驗室工程師。主要從事小行星探測器軌道力學、空間碎片演化與解體計算相關研究工作，已發表SCI/EI論文10篇，曾獲第二屆阿里巴巴全球數學競賽優秀獎、國家級優秀專業技術人才。
