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| 編輯推薦： |
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本书是不规则小行星探测动力学与控制领域的一本专著，选取具有典型不规则外形的细长小行星为研究对象，研究其引力场特征及附近动力学特性。全书共计6章，主要内容可分为两大部分：1 细长小行星的一类引力场模型双质点偶极子模型动力学特性分析，包括传统偶极子模型与改进模型的平衡点分布、稳定性及局部流形等；2 细长小行星引力场内的轨道动力学，包括广义甩摆轨道、悬停轨道及自然周期轨道等。
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| 內容簡介： |
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太阳系内已经发现的小行星数以百万计，它们形态各异，存在诸多不同于地球等大行星的奇特动力学现象。为深入理解和揭示上述现象的动力学机理，书中选取细长小行星为研究对象，分析不规则引力场特征及其绕飞探测器动力学特性等。全书共计6章，主要内容分为两大部分： 1小行星引力场描述不规则引力场建模方法、Chermnykh偶极子模型及其改进模型的动力学特性分析，包括引力平衡点分布、平衡点稳定性与局部流形等； 2小行星引力场中质点动力学，包括自然周期轨道、广义甩摆轨道、太阳帆航天器本体悬停轨道等。本书可供航天动力学、深空探测等领域研究者参考，也可供对小行星探测感兴趣的人员阅读。
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| 關於作者： |
曾祥远：男，1985年生。2008年北理工本科毕业，免试进入清华大学攻读直博，师从国家级教学名师李俊峰教授，2013年获力学博士学位，两次获得北京市优秀毕业生。博士期间曾赴美国Texas A&M University访学1年，外导为美国工程院与国际宇航联双院士Kyle T. Alfriend教授。毕业后在清华大学课题组继续博士后研究工作2年，现为北京理工大学自动化学院讲师。研究方向为小天体探测动力学与控制、轨道设计与优化。发表学术论文40余篇，其中SCI论文16篇，曾获博士后基金一等资助、博士后基金特别资助、北京理工大学优秀青年教师资助计划2015年，全校共8人等。曾参与自然科学基金重点项目、973课题等，担任Nonlinear Dynamics、IEEE TAES、ASR等国际期刊审稿人。参与撰写《深空探测动力学与控制》第十章。
李俊峰：清华大学教授，长期研究航天动力学与控制，获国家科技进步奖、教育部科技进步奖等，论著有《深空探测动力学与控制》，《太阳帆航天器动力学与控制》，《航天器相对运动轨道动力学》及120多篇SCI论文，主持国家自然科学重点基金、973课题、863课题等30多项。主编《理论力学
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1引言
1.2小行星分类与细长小行星
1.2.1轨道分布与光谱特性
1.2.2细长小行星
1.3小行星探测进展与挑战
1.3.1小行星探测任务
1.3.2小行星探测之挑战
1.4小行星的奇特动力学
1.4.1雅科夫斯基效应和YORP效应
1.4.2引力平衡点与局部流形
1.5周期轨道与悬停轨道
1.5.1自然周期轨道
1.5.2悬停飞行轨道
1.6小结
参考文献
第2章不规则小行星引力场模型
2.1引言
2.2轨道动力学建模
2.2.1引力作用范围与参考坐标系
2.2.2质点运动方程
2.3不规则引力场的描述
2.3.1引力场建模方法概述
2.3.2多面体法
2.3.3简化模型法
2.4Chermnykh偶极子模型
2.4.1动力学方程
2.4.2引力平衡点
2.5偶极子模型平衡点特性
2.5.1平衡点拓扑分类
2.5.2平衡点附近扰动解
2.6小结
参考文献
第3章偶极子模型的改进
3.1引言
3.2单椭球偶极子模型
3.3赤道面内引力平衡点
3.3.1平衡点分布特征
3.3.2模型参数对平衡点的影响
3.4赤道面内平衡点稳定性
3.4.1共线平衡点
3.4.2非共线平衡点
3.5赤道面外引力平衡点
3.5.1平衡点位置
3.5.2模型参数的影响
3.6赤道面外平衡点稳定性
3.7双椭球偶极子模型
3.7.1引力平衡点
3.7.2三类双椭球改进模型
3.8小结
参考文献
第4章用简化模型近似细长小行星引力场
4.1引言
4.2偶极子模型近似细长小行星
4.2.1平衡点位置近似方法
4.2.2仿真算例与讨论
4.2.3偶极子模型近似效果
4.3极子棒模型动力学特性
4.3.1动力学方程与受力比
4.3.2引力平衡点与稳定性
4.4引力梯度近似方法
4.4.1简化模型参数优化
4.4.2小行星85671996 HW1算例
4.4.3与其他简化模型的比较
4.5仿真算例与讨论
4.5.1误差分析与计算效率
4.5.2近似433 Eros小行星
4.6小结
参考文献
第5章环绕细长小行星的周期轨道
5.1引言
5.2环绕周期轨道
5.2.1周期轨道定义
5.2.2传递矩阵与单值矩阵
5.2.3分层网格法与轨道延拓
5.3小行星1620 Geographos绕飞周期轨道
5.3.1引力平衡点局部周期轨道
5.3.2大范围周期轨道
5.4其他类型周期轨道
5.4.1线性稳定平衡点E1绕飞轨道
5.4.2线性稳定三角平衡点周期轨道
5.4.3其他新型周期轨道
5.5最优控制方法求解周期轨道
5.5.1间接法求解周期轨道
5.5.2两类赤道面内周期轨道
5.5.3倾角轨道及其延拓
5.6小结
参考文献
第6章广义甩摆与太阳帆悬停
6.1引言
6.2广义甩摆
6.2.1甩摆轨道能量方程
6.2.2单次甩摆动力学机理
6.3广义甩摆参数化讨论
6.3.1近拱点对甩摆轨道的影响
6.3.2小行星附近逃逸轨道
6.4本体悬停飞行与太阳帆航天器
6.4.1悬停飞行动力学建模
6.4.2太阳帆航天器
6.4.3太阳帆简化模型
6.5悬停探测球形小行星
6.5.1太阳帆悬停动力学
6.5.2太阳帆模型对悬停轨道的影响
6.5.3小行星自转周期与悬停半径
6.6悬停探测细长小行星
6.6.1太阳帆航天器可行悬停轨道
6.6.2悬停探测小行星951 Gaspra
6.7小结
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
小行星探测是21世纪深空探测领域的重要方向之一，小行星不规则引力场内的动力学与控制问题则是探测任务轨道设计的理论基础和亟待解决的关键问题。自20世纪70年代，人类对小天体的航天探测才逐渐兴起。已有的理论研究、天文观测以及航天探测实践，使得人们对这些奇形怪状的太空石块有了基本了解，但仍缺乏系统深入的认知。目前国内小行星探测研究方兴，理论分析和未来工程实践均面临诸多挑战。作为小行星研究领域的专业书籍，书中主要阐述了作者有关小行星动力学的研究成果，包括小行星引力场简化模型及其动力学特性、引力场近似方法、环绕小行星的周期轨道、广义甩摆和应用太阳帆的悬停探测等。全书内容具体安排如下：
第1章介绍小行星探测意义、研究进展与挑战、奇特动力学特性等。
第2章为小行星引力场中轨道动力学基础，简要介绍不规则引力场建模方法与极子棒模型，分析Chermnykh偶极子模型及其绕飞质点动力学。
第3章研究一类改进偶极子模型，讨论改进模型的平衡点分布与稳定性等问题。
第4章针对细长小行星介绍两类引力场近似方法，包括平衡点位置逼近方法和引力梯度近似方法。
第5章探讨小行星不规则引力场中的周期轨道，介绍分层网格法和最优控制法等两类周期轨道搜索方法，给出多族周期轨道并分析轨道特性。
第6章研究两类特殊轨道： 广义甩摆和本体悬停。分析不规则引力场中广义甩摆的动力学机理； 简要介绍太阳帆航天器，研究太阳帆在小行星引力场内的悬停飞行。
除已经标明的引用外，全部内容均为作者近几年研究成果。书中公式和符号较多，同一符号在不同章节可能含义不同，请读者注意具体说明。
感谢国家自然科学基金细长形小行星引力场拓扑动力学与轨道控制研究（11602019）、碎石堆小行星的不规则散体建模与N体动力学仿真研究（11572166）、深空探测中的若干关键非线性不确定性动力学与控制问题研究（11432001）、中国科协青年人才托举工程（2016QNRC001）、北京理工大学优秀青年教师资助计划（2015YG0605）的大力支持。本书获得2017年度国家科学技术学术著作出版基金资助（2017A001）。曾祥远特此感谢家人，感谢美国工程院院士Kyle T. Alfriend教授、Srinivas R. Vadali教授、国际宇航科学院院士Giovanni Vulpetti、宝音贺西教授、唐胜景教授、张景瑞教授等的指导、合作与帮助。
限于作者水平，不妥或错误之处恳请批评指正。
编者
2018年10月
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