深空探測軌道設(shè)計與優(yōu)化

序
前言
第1章 概述
1.1 引言
1.1.1 深空探測的定義
1.1.2 深空探測軌道設(shè)計的特點
1.1.3 本書的主要內(nèi)容
1.2 軌道動力學中的多體問題與二體問題
1.2.1 軌道動力學中的多體問題
1.2.2 軌道動力學中的理想二體問題
1.3 深空探測中的基本軌道問題
1.3.1 蘭伯特問題
1.3.2 影響球與圓錐曲線拼接法
參考文獻
第2章 深空探測中的發(fā)射機會搜索
2.1 深空探測的發(fā)射機會
2.1.1 深空探測中的霍曼轉(zhuǎn)移
2.1.2 深空探測中的會合周期
2.2 基于等高線圖的發(fā)射機會搜索
2.2.1 等高線圖的參數(shù)定義
2.2.2 基于等高線圖的發(fā)射機會搜索方法
2.3 基于智能優(yōu)化算法的發(fā)射機會搜索
2.3.1 發(fā)射機會搜索的問題描述
2.3.2 發(fā)射機會搜索算法的設(shè)計
2.3.3 基于智能優(yōu)化算法的發(fā)射機會搜索方法應用
2.4 太陽系行星探測的發(fā)射機會
2.4.1 金星探測的發(fā)射機會
2.4.2 火星探測的發(fā)射機會
2.4.3 小行星探測的發(fā)射機會
參考文獻
第3章 深空探測中的軌道機動與脈沖轉(zhuǎn)移
3.1 軌道機動
3.1.1 軌道過渡機動的分類
3.1.2 同平面相交軌道間的過渡機動
3.1.3 異面相交軌道間的過渡機動
3.1.4 同平面不相交軌道間的過渡機動
3.1.5 異面不相交軌道間的過渡機動
3.2 端點時間自由的最優(yōu)軌道轉(zhuǎn)移
3.2.1 端點時間自由的軌道轉(zhuǎn)移問題描述
3.2.2 端點狀態(tài)變分關(guān)系與邊界條件
3.2.3 端點時間自由的最優(yōu)轉(zhuǎn)移軌道求解
3.3 端點時間固定的最優(yōu)軌道轉(zhuǎn)移
3.3.1 端點時間固定的軌道轉(zhuǎn)移問題描述
3.3.2 端點時間固定的最優(yōu)轉(zhuǎn)移必要條件
3.3.3 端點時間固定的最優(yōu)轉(zhuǎn)移軌道求解
參考文獻
第4章 小推力飛行軌道的設(shè)計與優(yōu)化
4.1 小推力轉(zhuǎn)移的動力學模型
4.1.1 笛卡兒坐標系下的動力學模型
4.1.2 經(jīng)典軌道根數(shù)動力學模型
4.1.3 改進春分點軌道根數(shù)動力學模型
4.1.4 小推力軌道動力學模型的無量綱化處理
4.2 小推力飛行器的軌道優(yōu)化模型
4.2.1 笛卡兒坐標系下的小推力軌道優(yōu)化模型
4.2.2 基于軌道根數(shù)的小推力軌道優(yōu)化模型
4.3 小推力轉(zhuǎn)移軌道的優(yōu)化方法
4.3.1 小推力轉(zhuǎn)移軌道的直接優(yōu)化算法
4.3.2 小推力轉(zhuǎn)移軌道的間接優(yōu)化算法
4.3.3 小推力轉(zhuǎn)移軌道的混合優(yōu)化算法
參考文獻
第5章 借力飛行及其衍生技術(shù)
5.1 借力飛行的基本原理
5.2 借力飛行的機理分析
5.2.1 基于二體模型的借力飛行分析
5.2.2 基于圓形限制性三體模型的借力飛行分析
5.2.3 基于橢圓形限制性三體問題模型的借力飛行分析
5.3 有推力借力飛行技術(shù)
5.3.1 有推力借力問題的描述
5.3.2 基于二體模型的有推力借力分析
5.3.3 基于限制性三體模型的有推力借力飛行分析
5.4 氣動-借力飛行技術(shù)
5.4.1 氣動-借力飛行的基本原理
5.4.2 氣動-借力飛行的參數(shù)分析
參考文獻
第6章 基于動平衡點的深空探測軌道設(shè)計
6.1 動平衡點及其穩(wěn)定性
6.1.1 圓形限制性三體問題與動平衡點
6.1.2 雅可比積分與希爾域
6.1.3 平衡點的穩(wěn)定性
6.2 動平衡點附近的周期軌道
6.2.1 動平衡點附近的運動
6.2.2 動平衡點附近周期軌道的確定
6.3 不變流形結(jié)構(gòu)與深空探測轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計
6.3.1 動平衡點附近周期軌道的流形結(jié)構(gòu)
6.3.2 基于不變流形的動平衡點轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計
6.3.3 基于不變流形的深空探測轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計
參考文獻
第7章 深空多目標交會轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計
7.1 多天體借力序列的選擇
7.1.1 借力飛行的能量圖譜
7.1.2 借力飛行序列的選擇
7.2 基于能量匹配拼接的多天體借力飛行軌道設(shè)計
7.2.1 能量匹配拼接的借力飛行軌道設(shè)計原理
7.2.2 能量匹配拼接的深空探測借力飛行軌道設(shè)計與分析
7.3 多天體借力飛行的混合設(shè)計方法
7.3.1 多天體借力飛行轉(zhuǎn)移軌道問題描述
7.3.2 多天體借力飛行轉(zhuǎn)移軌道的混合設(shè)計方法
參考文獻
第8章 小天體附近的軌道動力學與運動分析
8.1 小天體的引力位模型
8.2 小天體附近的平衡點及周期軌道
8.2.1 小天體附近的平衡點
8.2.2 小天體平衡點附近的運動
8.2.3 小天體平衡點附近的周期與擬周期軌道
8.3 環(huán)繞慢自旋小天體軌道的穩(wěn)定性分析
8.3.1 小天體扁率和橢率的攝動分析
8.3.2 天平面凍結(jié)軌道
8.3.3 環(huán)繞小天體軌道的控制
參考文獻
第9章 深空探測任務(wù)的實踐與軌道分析
9.1 美國Galileo任務(wù)軌道方案
9.2 美國NEAR任務(wù)的軌道設(shè)計與分析
9.2.1 NEAR任務(wù)概述
9.2.2 NEAR任務(wù)轉(zhuǎn)移軌道方案設(shè)計與分析
9.3 美國DAWN任務(wù)軌道設(shè)計與分析
9.3.1 DAWN任務(wù)概述
9.3.2 DAWN任務(wù)轉(zhuǎn)移軌道方案設(shè)計
9.4 歐洲空間局ROSETTA任務(wù)
9.4.1 ROSETTA任務(wù)概述
9.4.2 ROSETTA任務(wù)約束分析
9.4.3 ROSETTA任務(wù)轉(zhuǎn)移軌道方案設(shè)計與分析
9.5 EXPEDITION構(gòu)想任務(wù)軌道設(shè)計與分析
9.5.1 EXPEDITION任務(wù)概述
9.5.2 EXPEDITION任務(wù)轉(zhuǎn)移軌道方案設(shè)計
參考文獻