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双小行星系统表面动力学环境分析
1
作者
王雅平
王悦
+3 位作者
吴晓杰
甘庆波
杨志涛
张耀
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期940-950,共11页
双小行星系统在太阳系中普遍存在,具有独特的探测价值,揭示其表面动力学环境是实现表面巡游探测的关键。相比于单小行星,双星系统成员间的摄动作用对表面动力学环境存在影响,需要加以专门的分析和研究。以近地双小行星系统(66391)Moshu...
双小行星系统在太阳系中普遍存在,具有独特的探测价值,揭示其表面动力学环境是实现表面巡游探测的关键。相比于单小行星,双星系统成员间的摄动作用对表面动力学环境存在影响,需要加以专门的分析和研究。以近地双小行星系统(66391)Moshup为例,主、次星均采用多面体引力场模型,通过推导质点在主、次星表面附近的动力学方程,计算出主、次星的表面等效重力和表面坡度,以及表面各点处的最小和最大起飞速度,分析分布规律和成因,特别关注次星对高速旋转主星的周期性潮汐力的影响。在此研究结果的基础上,针对主星和次星分析适合探测器着陆和表面巡游的区域。结果表明:由于旋转离心力的影响,主、次星表面的等效重力分布有随纬度减小而降低的趋势,而坡度主要与局部地形相关,主星的北极高纬度区域和次星南北纬80°以上的区域坡度小,且等效重力较大,适合作为探测器的着陆点或开展表面巡游;次星潮汐力对主星表面重力存在周期性影响;主星表面大部分区域的最小起飞速度小于0.3 m/s,次星表面大部分区域的最小起飞速度在0.10~0.25 m/s之间。由于自转影响,主、次星的最小起飞速度方向几乎全部朝东。
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关键词
双小行星系统
多面体引力场模型
等效重力
表面坡度
起飞速度
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职称材料
一种6-DOF小行星着陆轨迹序列凸优化方法
2
作者
初彦峰
穆荣军
+1 位作者
梁浩
崔乃刚
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期341-351,共11页
针对6自由度的小行星动力着陆多约束轨迹优化问题,提出了一种基于序列凸优化的小行星着陆轨迹优化算法。首先采用多面体引力场模型计算小行星的引力场,其可用于描述任意形状的小行星引力场,且比质点群法和球谐函数展开法等方法计算精度...
针对6自由度的小行星动力着陆多约束轨迹优化问题,提出了一种基于序列凸优化的小行星着陆轨迹优化算法。首先采用多面体引力场模型计算小行星的引力场,其可用于描述任意形状的小行星引力场,且比质点群法和球谐函数展开法等方法计算精度更高。为了在凸约束下解决小行星着陆过程燃料消耗最优问题,通过对探测器动力学模型及其约束进行线性化和离散化,将原来的非凸连续时间优化问题转化为凸化的子问题,即二阶锥规划问题(SOCP);然后引入了虚拟控制项和信赖域,以增强算法的鲁棒性。通过在形状不规则小行星上的着陆模拟,验证了所提出算法的有效性,仿真结果满足各项约束条件,可实现高精度着陆和燃料消耗最优的目标。
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关键词
小行星着陆
多面体引力场模型
6自由度
序列凸优化
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职称材料
题名
双小行星系统表面动力学环境分析
1
作者
王雅平
王悦
吴晓杰
甘庆波
杨志涛
张耀
机构
北京航空航天大学宇航学院
中国空间技术研究院遥感卫星总体部
中国科学院国家天文台
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期940-950,共11页
基金
国家自然科学基金(11872007)
空间碎片与近地小行星防御科研项目(KJSP2020020205)
中央高校基本科研业务费专项资金。
文摘
双小行星系统在太阳系中普遍存在,具有独特的探测价值,揭示其表面动力学环境是实现表面巡游探测的关键。相比于单小行星,双星系统成员间的摄动作用对表面动力学环境存在影响,需要加以专门的分析和研究。以近地双小行星系统(66391)Moshup为例,主、次星均采用多面体引力场模型,通过推导质点在主、次星表面附近的动力学方程,计算出主、次星的表面等效重力和表面坡度,以及表面各点处的最小和最大起飞速度,分析分布规律和成因,特别关注次星对高速旋转主星的周期性潮汐力的影响。在此研究结果的基础上,针对主星和次星分析适合探测器着陆和表面巡游的区域。结果表明:由于旋转离心力的影响,主、次星表面的等效重力分布有随纬度减小而降低的趋势,而坡度主要与局部地形相关,主星的北极高纬度区域和次星南北纬80°以上的区域坡度小,且等效重力较大,适合作为探测器的着陆点或开展表面巡游;次星潮汐力对主星表面重力存在周期性影响;主星表面大部分区域的最小起飞速度小于0.3 m/s,次星表面大部分区域的最小起飞速度在0.10~0.25 m/s之间。由于自转影响,主、次星的最小起飞速度方向几乎全部朝东。
关键词
双小行星系统
多面体引力场模型
等效重力
表面坡度
起飞速度
Keywords
binary asteroid system
polyhedral gravitational field model
equivalent gravity
surface slope
liftoff velocity
分类号
V412.41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
一种6-DOF小行星着陆轨迹序列凸优化方法
2
作者
初彦峰
穆荣军
梁浩
崔乃刚
机构
哈尔滨工业大学航天学院
北京宇航系统工程研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期341-351,共11页
基金
国家载人航天专项第四批预研项目(18123060201)。
文摘
针对6自由度的小行星动力着陆多约束轨迹优化问题,提出了一种基于序列凸优化的小行星着陆轨迹优化算法。首先采用多面体引力场模型计算小行星的引力场,其可用于描述任意形状的小行星引力场,且比质点群法和球谐函数展开法等方法计算精度更高。为了在凸约束下解决小行星着陆过程燃料消耗最优问题,通过对探测器动力学模型及其约束进行线性化和离散化,将原来的非凸连续时间优化问题转化为凸化的子问题,即二阶锥规划问题(SOCP);然后引入了虚拟控制项和信赖域,以增强算法的鲁棒性。通过在形状不规则小行星上的着陆模拟,验证了所提出算法的有效性,仿真结果满足各项约束条件,可实现高精度着陆和燃料消耗最优的目标。
关键词
小行星着陆
多面体引力场模型
6自由度
序列凸优化
Keywords
Asteroid landing
Polyhedron gravitation model
Six-degree-of-freedom(6-DOF)
Sequential convex optimization
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
双小行星系统表面动力学环境分析
王雅平
王悦
吴晓杰
甘庆波
杨志涛
张耀
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种6-DOF小行星着陆轨迹序列凸优化方法
初彦峰
穆荣军
梁浩
崔乃刚
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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