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小天體著陸探測動力學與控制(精)/航天動力學與控制系列叢書

作者：曾祥遠//溫童歌//李姿雯//張永隆|責編:張冀青|總主編:王巍
出版社：北京航空航天大學
ISBN：9787512442962

出版日期：2025/08/01
裝幀：精裝
頁數：334

人民幣：RMB 199 元售價：元

內容大鋼

本書是一本聚焦小天體著陸探測及其動力學與控制問題的專著，回顧了人類已開展的小天體著陸及接觸探測任務，總結了著陸探測中的關鍵動力學問題與主要研究成果。全書共7章，主要內容涵蓋小天體非均質結構引力場建模、崎嶇碎石表面刻畫、弱引力表面附近質點和剛體運動動力學、雙小行星系統著陸動力學。
本書可供航天動力學、深空探測和行星科學等領域的研究人員參考，對小天體著陸探測感興趣的人員亦可閱讀。

作者介紹

曾祥遠//溫童歌//李姿雯//張永隆|責編:張冀青|總主編:王巍

第1章  小天體表面接觸探測綜述
  1.1  概述
  1.2  小天體著陸探測任務及挑戰
    1.2.1  空間探測任務進展
    1.2.2  著陸探測機器人與地面實驗模擬
  1.3  著陸運動質點動力學
    1.3.1  著陸分析中的小天體建模方法概述
    1.3.2  探測器著陸質心運動動力學
  1.4  表面接觸運動的探測器姿軌耦合動力學進展
    1.4.1  單顆小天體表面著陸運動分析
    1.4.2  雙小行星系統著陸運動分析
  1.5  小天體表面力學性質及著陸關鍵技術
    1.5.1  表面力學性質
    1.5.2  著陸探測中的動力學與控制新問題
    1.5.3  著陸探測關鍵技術
  參考文獻
第2章  不規則小天體引力場與表面地形模型
  2.1  概述
  2.2  考慮碎石表面的多面體模型
    2.2.1  小天體多面體模型
    2.2.2  米級石塊表面多面體模型
  2.3  多面體模型重構
  2.4  離散元模型
  2.5  有限元模型
    2.5.1  有限單元法引力場建模
    2.5.2  有限單元法計算小天體引力平衡點
    2.5.3  小天體 Arrokoth 異質結構的引力場解算
  2.6  本章小結
  參考文獻
第3章  小天體表面附近質點運動分析
  3.1  概述
  3.2  小天體表面質點動力學模型
    3.2.1  質點運動的動力學方程
    3.2.2  小天體表面附近質點運動的事件驅動模型
    3.2.3  應用算例:著陸器 Philae 的下降彈跳軌跡
  3.3  小天體 Bennu 表面質點運動分析
    3.3.1  小天體 Bennu 表面質點自由運動
    3.3.2  小天體 Bennu 表面質點運動現象成因分析
  3.4  小天體表面質點運動趨勢特徵
    3.4.1  小天體表面質點運動趨勢研究方法
    3.4.2  典型外形小天體表面著陸器運動趨勢數值分析
    3.4.3  應用算例:小天體 Kamo'oalewa 表面動力學特性分析
  3.5  本章小結
  參考文獻
第4章  小天體表面跳躍運動可達域
  4.1  概述
  4.2  表面跳躍運動可達域
    4.2.1  跳躍可達域及速度上下限
    4.2.2  小天體 Bennu 表面的跳躍可達域
    4.2.3  彗星 67P 表面的跳躍可達域

  4.3  小天體表面彈跳軌跡誤差分析
    4.3.1  潛在跳躍可達域
    4.3.2  小天體 Bennu 表面的潛在跳躍可達域
  4.4  本章小結
  參考文獻
第5章  剛體著陸器的著陸動力學
  5.1  概述
  5.2  剛體著陸器姿軌耦合動力學模型
  5.3  不同外形著陸器的著陸動力學分析
    5.3.1  立方體探測器姿軌演化
    5.3.2  長方體探測器和圓柱體探測器姿軌演化
  5.4  碎石表面著陸運動分析
    5.4.1  米級石塊地形
    5.4.2  厘米級石塊地形
    5.4.3  計算效率分析
  5.5  風化變形表面的著陸運動
    5.5.1  風化層接觸力模型
    5.5.2  風化層變形過程
    5.5.3  風化層表面著陸運動模擬分析
  5.6  本章小結
  參考文獻
第6章  小天體表面探測路徑規劃與起跳動力學
  6.1  概述
  6.2  深度強化學習小天體表面路徑規劃
    6.2.1  基於 Q Learning 演算法的路徑規劃
    6.2.2  小行星表面探測路徑規劃問題建模
    6.2.3  深度強化學習表面路徑規劃模擬
  6.3  小天體表面彈跳軌跡設計分析
    6.3.1  跳躍軌跡設計原理
    6.3.2  構建小行星表面粗糙地形
    6.3.3  跳躍軌跡模擬結果與分析
  6.4  表面巡視器的起跳動力學
    6.4.1  力矩驅動式巡視器起跳過程動力學建模
    6.4.2  巡視器起跳過程數值模擬
    6.4.3  飛輪剎車過程對起跳的影響
    6.4.4  剛度及摩擦係數對起跳特徵的影響
  6.5  本章小結
  參考文獻
第7章  雙小行星系統的著陸動力學
  7.1  概述
  7.2  雙小行星懸停探測
    7.2.1  雙小行星模型與模糊控制方法
    7.2.2  模糊控制系統模擬分析
    7.2.3  控制器優化設計與性能比較
  7.3  引力自鎖雙星系統著陸次星的動力學分析
    7.3.1  著陸次星動力學模型
    7.3.2  近球-橢球形雙星系統參數化模擬
  7.4  全二體模型下雙星系統著陸動力學
    7.4.1  雙星系統的著陸動力學建模
    7.4.2  雙星系統 Moshup-Squannit 的著陸運動分析

  7.5  雙星模型對著陸運動的影響分析
    7.5.1  雙小行星的四類引力場模型
    7.5.2  不同引力場模型下的著陸動力學分析
  7.6  本章小結
  參考文獻

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