《深空探測中若干非線性動力學與控制問題》是依託清華大學，由李俊峰擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：深空探測中若干非線性動力學與控制問題
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：李俊峰
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，國際上出現了旨在占領空間高新技術戰略制高點的第二次深空探測熱潮，本項目以其中有代表性的新概念、新技術和新任務為背景，提煉出動力學與控制相關的科學問題，組成強強聯合、優勢互補的課題組，開展系統深入地研究。研究主要內容包括：深空軌道的受控漸變流形、連續推力-引糊循戲力輔助深空軌道的全局多層次最佳化、深空飛行的相對運動建模與控制、非傳統任務軌道的穩定性與控制、帆飛行器的姿-軌-結構強耦合動力學、帆飛行器的軌道與姿態被動控制、帆飛行器的姿-軌-結拳應構主動控制糠愚辣、遍牛探贈頌歷探測和多次甩擺中的多層次和多目標最佳化算法、深空軌道的分叉混沌現象與機理等。從中可能發掘出原始創新思想，獲得自主智慧財產權的算法和分析軟體。預期研究成果既可以為我國未來的深空探測做理論準備和技術儲備，又可以促進非線性系統動力學與控制的基礎理論和實用方法研究。
結題摘要
項目由清華大學、北京理工大學、北京航空航天大學共同按計畫完成。在項目進行的四年中，共有4名教授、4名副教授、3名講師、6名博士後、30名博士生、40名碩士生參加，共發表學術論文75篇，其中被SCI檢索51篇、綜述4篇，有29篇發表在Journal of Guidance, Control and Dynamics、照旋膠Celestial Mechanics & Dynamical Astronomy等國外著名的航天動力學與控制學術期刊上。取得主要成果包括： 1）對當前深空探測動力學與控制方面的國際前沿問題，在脈衝和連續推力軌道設計、深空自主導航、引力甩擺、拉格朗日點附近軌道、小行星附近軌道、不變流行、太陽帆飛行器等方向，得到了一系列理論和方法（學術專著《深空探測動力學與控制》將於2013年9月由清華大學出版社出版）。 2）對太陽帆飛行器，研究姿態軌道耦合、編隊控制、人工拉格朗日點、懸浮軌道、引力拖車、不變流行、逆向軌道等問題，得到了一系列理論和方法（學術專艱朽記著《太陽帆飛行器動力學與控制》將於2013年10月由清華大學出版社出版）。 3）對以火星、木星為代表的大行星探測，以及小行星探測，研究地球逃逸、轉移軌達慨酷鴉道、引力甩擺、行星捕獲等動力學問題，研究探測器在小行星的不規則弱引力場中複雜的非線性動力學行為，在此基礎上進一步研究大行星著陸和小行星附著等控制問題的申請，在2012年獲得了科技部973項目資助。 4）對未來飛臨地球的小行星的潛在威脅，提出了兩種解決方案：一是捕獲小行星成為地球的自然衛星，便於經常探測和開發利用；二是利用太陽帆飛行器形成逆向飛行軌道，迎頭撞擊小行星(MIT technology review報導)。 5）參加2009年~2012年的三次國際深空探測軌道最佳化設計競賽，成績相對排名從40%提高到10%，最好成績超過法國航天局、德國航天局、英國一些大學，接近JPL水平；發起、組織並參加了四次全國深空探測軌道競賽，帶動了國內深空探測研究。 6）項目多名成員參加了嫦娥二號執行的我國首次探測拉格朗日點和首次探測小行星的任務，將項目研究成果套用於軌道設計、計算和測控。 7）參與我國2030年前深空探測任務規劃，提出的近地小行星、主帶小行星、木星、太陽極區等探測軌道被設計單位採納。 8）參與我國載人登月軌道設計，提出的雙自由返回軌道拼接方案。
