双星系统HD 191408周期轨道的研究
发布时间：2020-08-28 19:21
随着空间科学技术的高速发展以及地球上自然资源的日益短缺,探索外太空显得尤为重要,深空探测目前已成为世界各航天大国重点资助的领域。了解并掌握深空探测中限制性多体系统中探测器的轨道特性,也是实际探测任务中一个非常关键的科学问题。本课题致力于研究在双星系统HD 191408的万有引力和摄动因素作用下,探测器的轨道动力学行为,主要涵盖以下四个方面:(1)探测器在双星系统HD 191408引力作用下的动力学问题可视为限制性三体问题,首先给出此问题在无量纲质心旋转坐标系下的动力学控制方程,然后讨论其零速度曲面(线)的几何构型与Jacobi常数之间的关系,分别得到此系统的三个共线平动点和两个三角平动点。(2)对于一般限制性三体问题,由于其对应的动力学控制方程具有不可积性和高度复杂性,因此我们运用先验估计和Reissig等人的高阶非线性微分方程理论,研究了探测器在双星系统HD 191408引力作用下做周期运动的条件。研究发现,此系统周期轨道的存在条件与系统初始状态、双星系统的质量比率以及选取的控制参数和辅助函数矩阵密切相关。(3)探测器在双星系统HD 191408引力作用下的非线性动力学行为极其复杂,微小的变化都可能对此系统造成很大的影响。我们利用分岔和混沌理论,分析了不同的摄动参数对探测器周期轨道的影响,本文考虑的摄动参数主要包括:双星系统中两颗主星的质量比率、三轴率、辐射以及科里奥利力和离心力。通过分岔分析,我们发现探测器的动力学行为随着这些参数变化相异甚大。(4)基于Lindstedt-Poincare摄动法,我们分别就二维平面和三维空间的情形,给出了探测器在双星系统HD 191408引力作用下的二阶和三阶近似解的数学表达式;通过对比分析所得近似解对应的轨道相图发现,平面情况下求得的二阶和三阶近似周期轨道十分接近,而空间情况下,二阶和三阶近似周期轨道则截然不同,这是由求解过程中选取的轨道参数幂级数不同导致的,但这些轨道都对我们的研究具有重要的参考意义。综上所述,本课题主要研究了探测器在双星系统HD 191408的引力作用下做周期运动的条件,探讨了不同的摄动参数对探测器动力学行为的影响,并分别给出了二维和三维空间中周期轨道的二阶和三阶近似表达式,希望本课题的研究结果可为将来的轨道设计提供些许理论参考。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V412.41
【部分图文】：
在“极乐空间”（Ｅｌｙｓｉｕｍ邋Ｐｌａｎｉｔｉａ）上安全着陆，其作为首个探索火星内部的探测器，^u创了逡逑火星科学的新纪元。２０１９年丨月３日，中国探月着陆器嫦娥四号在一颗名为“鹊桥”的中逡逑继卫星辅助下（见图１－２），成功发射到月球背面，使得中国完成了人类探月里程碑。逡逑ｍＭ逡逑图ｉ－ｉ邋“洞察号”在火星的自拍照逡逑（来源：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｎｅｗｓ．ｃｏｍ／ｔｐ／ｈｄ２０１１／２０１８／１２－１２／８５６９６２．ｓｈｔｍｌ）逡逑
逑１．３．２邋双星系统的研究现状逡逑双星系统ＨＤ邋１９１４０８邋（详见图１－３）位于射手座星座中，根据由依古巴卫星测量的逡逑０．１６６２５弧秒的年视差偏移，该系统距离地球１９．６２光年（６．０１５秒）。它以大约每秒１２９公逡逑里的速度接近太阳系。在这个速率下，它将在４１１００年内接近太阳的６．７光年（２．０５秒差逡逑距）。根据１２年的时间内收集的径向速度数据发现，由一个行星在三到六个天文单位距离逡逑的轨道上存在由其引起的周期性的迹象。逡逑ｍｍ逡逑■逡逑图１－３双星系统ＨＤ邋１９１４０８逡逑（来源：ｈｔｔｐ：／／ｓｍｂａｄ．ｕ－ｓｔｒａｓｂｇ．ｆｒ／ｓｉｍｂａｄ／ｓｉｍ－ｉｄ７ＩｄｅｎｔＨＤ％２０１９１４０８）逡逑对于深空中双星系统，相关的研宄屈指可数。对于大质量双星系统，黄润乾分析过逡逑潮汐效应、自转效应和辐射效应对星风物质损失的影响，给出了此过程中轨道参数的变化逡逑以及此系统中的碰撞星风冲击波。在美国“水手”系列中，于１９７３年１１月３日发射的最逡逑后一个“水手１０号”探测器，是世界上第一个双星探测器［３５］。Ｓｉｎｇｈ等人［３６］研究了当主天逡逑体为扁圆形和辐射源时
我们首先介绍两个常用坐标系：质心惯性坐标系０ＡＴＺ和质心旋转坐标系ｏｘｙｚ。质心逡逑惯性坐标系０ＸＫＺ是由两个主天体和Ｍ２以及一个探测器Ｍ组成的系统，坐标系的原逡逑点卩在岣和N系闹市模ㄈ缤迹玻保渲衅矫妫埃兀耸橇礁鲋魈焯宓墓斓榔矫妫刂嵊山绣义现赶颍停玻海酥嵊胫怪辈⒙阌沂肿晗担希谥岽怪庇诠斓榔矫妫埃兀耍鎏焯宓腻义现柿糠直鹞罚罚保埠停罚罚保遥淼闹翟对缎∮冢睿粑裕焙筒疲驳牧呷破渲市腻义献慕嵌龋粑奔洌礁鲋魈焯宓狡涔仓市牡木嗬敕直鹞鸷停保分市男赍义舷担铮诘脑
本文编号：2808040
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V412.41
【部分图文】：
在“极乐空间”（Ｅｌｙｓｉｕｍ邋Ｐｌａｎｉｔｉａ）上安全着陆，其作为首个探索火星内部的探测器，^u创了逡逑火星科学的新纪元。２０１９年丨月３日，中国探月着陆器嫦娥四号在一颗名为“鹊桥”的中逡逑继卫星辅助下（见图１－２），成功发射到月球背面，使得中国完成了人类探月里程碑。逡逑ｍＭ逡逑图ｉ－ｉ邋“洞察号”在火星的自拍照逡逑（来源：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｎｅｗｓ．ｃｏｍ／ｔｐ／ｈｄ２０１１／２０１８／１２－１２／８５６９６２．ｓｈｔｍｌ）逡逑
逑１．３．２邋双星系统的研究现状逡逑双星系统ＨＤ邋１９１４０８邋（详见图１－３）位于射手座星座中，根据由依古巴卫星测量的逡逑０．１６６２５弧秒的年视差偏移，该系统距离地球１９．６２光年（６．０１５秒）。它以大约每秒１２９公逡逑里的速度接近太阳系。在这个速率下，它将在４１１００年内接近太阳的６．７光年（２．０５秒差逡逑距）。根据１２年的时间内收集的径向速度数据发现，由一个行星在三到六个天文单位距离逡逑的轨道上存在由其引起的周期性的迹象。逡逑ｍｍ逡逑■逡逑图１－３双星系统ＨＤ邋１９１４０８逡逑（来源：ｈｔｔｐ：／／ｓｍｂａｄ．ｕ－ｓｔｒａｓｂｇ．ｆｒ／ｓｉｍｂａｄ／ｓｉｍ－ｉｄ７ＩｄｅｎｔＨＤ％２０１９１４０８）逡逑对于深空中双星系统，相关的研宄屈指可数。对于大质量双星系统，黄润乾分析过逡逑潮汐效应、自转效应和辐射效应对星风物质损失的影响，给出了此过程中轨道参数的变化逡逑以及此系统中的碰撞星风冲击波。在美国“水手”系列中，于１９７３年１１月３日发射的最逡逑后一个“水手１０号”探测器，是世界上第一个双星探测器［３５］。Ｓｉｎｇｈ等人［３６］研究了当主天逡逑体为扁圆形和辐射源时
我们首先介绍两个常用坐标系：质心惯性坐标系０ＡＴＺ和质心旋转坐标系ｏｘｙｚ。质心逡逑惯性坐标系０ＸＫＺ是由两个主天体和Ｍ２以及一个探测器Ｍ组成的系统，坐标系的原逡逑点卩在岣和N系闹市模ㄈ缤迹玻保渲衅矫妫埃兀耸橇礁鲋魈焯宓墓斓榔矫妫刂嵊山绣义现赶颍停玻海酥嵊胫怪辈⒙阌沂肿晗担希谥岽怪庇诠斓榔矫妫埃兀耍鎏焯宓腻义现柿糠直鹞罚罚保埠停罚罚保遥淼闹翟对缎∮冢睿粑裕焙筒疲驳牧呷破渲市腻义献慕嵌龋粑奔洌礁鲋魈焯宓狡涔仓市牡木嗬敕直鹞鸷停保分市男赍义舷担铮诘脑
本文编号：2808040
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/2808040.html
