DOC《附件2》

发射大行星探测器时,可以通过日―地系的L1点或L2点的节能通道和日―目标行星的L1点或L2点的节能通道来节省能量.利用这些节能通道发射探测器存在一个共同的问题,即这类转移过程需要的时间很长,它往往只适用于那些对过渡时间无特别要求的航天任务.如何构造这些适当的节能通道(既节能,又不致耗费过长的过渡时间)是这类应用必须解决的问题. 长期以来,关于三角平动点的研究主要集中在其附近周期轨道族的演化及稳定性问题(包括时间稳定性及区域稳定性)上,很少有关于它们在航天中的应用研究.这主要是因为目前尚无将探测器发射到L4或L5点的航天任务.然而,三角平动点相对两个主天体不变的空间位置和稳定的动力学特征,使得它们具有在深空探测中发挥作用的潜力.例如,日―地+月系三角平动点亦可用于日地关系观测、太阳和巡天观测,同时它亦可作为定点在太阳背面的探测器(如L3点)与地球联系的中继站,或作为定点在月球背面的探测器(如L2点)与地球联系的中继站等.三角平动点相对共线平动点最大的优势在于它的稳定性,探测器定点在三角平动点附近需要很少的控制能量甚至不需要控制即可完成维持一定时间的航天任务.然而,由于它们的动力学特征以及相对地球的较远距离,给发射及控制提出了新课题,如何发射这类定点特殊的探测器以及运行过程中如何进行控制,是这类应用所必需解决的问题. 文章在

第一章简单介绍了圆型限制性三体问题力学模型以及一些相关的力学模型,

第二章系统地研究了共线平动点的动力学特征及其在深空探测中的应用,

第三章则系统地研究了三角平动点的动力学特征及其在深空探测中的应用.在对现有动力学理论进行系统整理的基础上,我们对其进行了完善补充,并在具体的应用方案上提出了一些有用的建议.以下是本文工作中的一些创新之处: 1)在构造地―月系共线平动点附近的拟周期轨道时,在数值改进方法上作了微小但有效的改正,从而较好地解决了迭代收敛问题;

2)结合传统的发射方法和利用流形的发射方法,提出了一种两次变轨的发射方案,使得轨道转移时间可以大大缩短而消耗的能量仅比最省能量的流形发射方法稍多一些.这种发射方式同时可以解决共线平动点附近小振幅目标轨道的发射问题;

3)在对共线平动点探测器的轨道进行控制时,提出了一种采用持续小推力的控制方案,同时提出了一种无需预先给定目标轨道而根据共线平动点动力学特征控制探测器的方案;

4)关于日―地+月系共线平动点附近小振幅目标轨道的发射问题,再次提出两种方案:利用月球引力加速方案以及连续小推力方案;

5)对通过地―月系L1点的走廊发射月球探测器的过渡方式进行了探讨;

6)当时,研究了极限周期轨道族的演化状态.特别地,在之间发现了最后一个关于长周期轨道族演化的特殊临界值,完善了Henrard关于特殊临界值的理论,并利用新发现的特殊临界值解释了时从三角平动点生发出的四条周期轨道族的起源,并在时发现了一类特殊的周期轨道族,研究了该族轨道随的演化情形;

7)发现了一类新的周期轨道族,该族连接两条长周期分叉轨道,丰富了三角平动点附近连接长短周期轨道族的 桥梁 种类;