平动点低能量轨道转移方法

　　本书以日地系统/地月系统平动点轨道及其不变流形为研究对象，围绕平动点轨道的基础理论和实际应用进行系统论述，主要内容分布如下：第1章主要介绍了平动点轨道低能量转移的目的和意义，并回顾总结了平动点轨道理论的研究现状和发展趋势。第2章到第5章共同组成本书的基础理论部分。第2章介绍了圆形、椭圆形、受摄圆形限制性三体问题以及限制性四体问题的基本数学原理和数学表征。第3章重点阐述了平动点轨道动力学，涵盖了对平动点求解、平动点稳定性分析、平动点附近轨道运动的解释和说明。第4章围绕不变流形和流形拼接方法展开，系统论述了平动点与周期轨道和拟周期轨道附近的不变流形，给出了不变流形的拼接方法和利用流形拼接的轨道转移设计方法。第5章重点聚焦了借力飞行技术，分层次讨论了无推力借力飞行技术、有推力借力飞行技术、气动借力飞行技术以及深空机动借力飞行技术。在系统介绍基础理论之后，第6～9章共同组成了本书的理论应用部分。第6章重点介绍了探测器从地球出发飞抵日地系统平动点轨道的转移特性及轨道设计方法，设计中同时考虑了停泊轨道高度、倾角、升交点赤经等多个约束，给出了可以有效处理初值猜想问题的初值表达式，讨论了不同地球停泊轨道约束、不同目标轨道幅值和入轨点对转移轨道的影响。第7章阐述了圆形限制性三体模型与限制性四体模型下的月球借力低能量转移设计方法，建立了能够有效构造月球借力转移轨迹的约束集合，给出了 的入轨点区间，获得了太阳引力作用下不同初始相位角的转移轨道特性。第8章介绍了不同三体系统间平动点轨道的低能量转移轨道设计方法，提出了流形拼接点搜索方法和流形拼接机会描述方法，依托地月三体系统中5个平动点详细讨论了平面周期轨道之间、平面轨道与三维轨道之间、三维平动点轨道之间的转移轨道设计思路。第9章给出了基于平动点轨道的火星探测应用示例，考虑了转移过程中火星真实位置的影响，提出了仅考虑地球借力、月球借力结合地球借力的两种奔火轨道设计方法。希望本书能够帮助相关领域的研究人员 加全面地了解平动点及平动点轨道的研究基础和进展，为进一步开展平动点空间任务探索和设计提供助力。

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第1章 绪论
1.1 平动点轨道低能量转移的目的与意义
1.2 外研究概况
1.2.1 三体问题和平动点轨道理论研究
1.2.2 平动点轨道低能量转移与借力飞行任务概况
1.2.3 平动点轨道低能量转移理论研究
1.3 本书的主要内容及结构安排
参考文献
部分 基础理论部分
第2章 三体问题的基本理论
2.1 坐标系选择、转换与物理量的无量纲化
2.2 三体问题基本方程
2.2.1 N体问题基本方程
2.2.2 不同形式的三体问题基本方程
2.3 圆形限制性三体问题
2.3.1 基本假设
2.3.2 惯性与会合坐标系运动方程
2.4 雅可比积分、零速度面与希尔域
2.5 椭圆形限制性三体问题基本理论
2.5.1 会合坐标系下有量纲形式的小天体运动方程
2.5.2 会合坐标系下无量纲形式的小天体运动方程
2.6 受摄圆形限制性三体问题基本理论
2.7 限制性四体问题基本理论
参考文献
第3章 平动点轨道动力学理论
3.1 圆形限制性三体问题的平动解
3.1.13 个共线平动解
3.1.2 两个三角平动解
3.2 平动点的稳定性分析
3.3 平动点附近的轨道运动
3.3.1 微分修正方法
3.3.2 分层微分修正
3.3.3 共线平动点附近轨道
3.3.4 三角平动点附近轨道
3.4 平动点轨道的应用领域
3.4.1 日地平动点应用领域
3.4.2 地月平动点应用领域
参考文献
第4章 不变流形与流形拼接
4.1 周期轨道的稳定性判别
4.2 平动点附近的不变流形
4.3 周期轨道与拟周期轨道附近的不变流形
4.4 利用不变流形的流形拼接方法
4.5 利用流形拼接的轨道转移
4.5.1 日地月-航天器四体系统模型
4.5.2 流形拼接的计算流程
参考文献
第5章 借力飞行技术
5.1 借力飞行技术基础
5.1.1 引力影响球