全国空间轨道设计竞赛：现状、内涵与展望.pptVIP

局部与整体形状 连续推力系统状态的多项式拟合 配点法：局部插值 伪谱法：全局插值 连续推力系统状态的多项式拟合 Shape-based method 轨道形状近似 摄动轨道: 短周期振荡 + 长期缓变 配点法：局部象， 全局不象 伪谱法：全局象，不反映细节 求解Bang-bang控制均具有不足 局部形状能反映整体形状吗？整体形状能反映细节变化吗？局部与全局能够统一吗？ 分形几何 中国的海岸线有多长？ 人脸/小天体的面积有多大？ 开普勒轨道的拼接 它承认世界的局部可能在一定条件下或过程中，在某一方面（形态，结构，信息，功能，时间等）表现出与整体的相似性，它承认空间维数的变化既可以是离散的也可以是连续的，进而拓展了视野。 非线性系统的稳定性与混沌 地月系统 日地系统 近地球（行星）轨道 近小天体轨道 空间绳系系统 稳定轨道：任务停泊轨道 不稳定轨道：低能耗转移-“星际高速公路” “星际高速公路”上是否有收费站，是否有加油站？ 混沌：低能耗转移轨道 交会转移轨道，Hill方程 转移轨道 主矢量 双脉冲 连续推力 三脉冲 推力加速度大小延拓 时间 双脉冲 - 有限推力 - 多脉冲 Lambert 双脉冲，最小推力加速度轨道，有限推力bang-bang控制，最优多脉冲 克服敏感性：同伦延拓 开始仅看到大象的四个脚印，但设法逐步看到整个大象 周期性/对称性 周期/对称轨道： Kepler轨道 Lyapunov, halo 轨道 伴飞轨道，HCW方程 共振轨道 月球自由返回轨道 周期/对称性部分缺失 J2摄动：太阳同步轨道 拉格朗日点拟周期轨道 周期轨道不变流形 共振飞越轨道 周期性/对称性往往是很多空间轨道转移认识与设计的基本起点 确定性寻优与随机进化 与随机概率相关的认识 量子力学：粒子运动的不确定性 信号噪声：微波背景辐射的发现 依赖于分析、建模还是有哪些信誉好的足球投注网站算法？ 确定性寻优： 牛顿迭代、线性/非线性规划 随机进化： 遗传/进化算法到底如何应用？ 遗传/进化算法到底好不好？ 轨道“粒子”的构建艺术 首先认识和理解N体世界的自然演化 在N体世界中设计个体与群体的演化轨迹 轨道“粒子”：最基本的轨道段，脉冲，连续推力 构建最优解的过程：痛并快乐的体验 认识与设计并重 强有力的方法、深刻的洞察力、独特的技巧 四个世界 第3世界的主题和内容同样具有深刻内涵，问题仍数不胜数，并梦想建造时光穿梭火箭，进入第4个世界 空间轨道设计同样促进我们对数学、物理乃至哲学问题的深刻思考 四个世界 粒子 凝聚态 天体/航天 黑洞/宇宙 相互作用 电/强/弱力 电/强/弱力 牛顿引力 时空弯曲 基本理论 量子力学/狭义相对论 统计力学/量子场论 经典力学 广义相对论 基本单位 费米子、波色子 原子、电子、离子、分子 星系、恒星、行星、人造卫星 黑洞、暗物质 控制手段 加速器 电热磁 火箭推进 尚无 基本问题 寻找新粒子 新的物理/化学/生物性状 空间轨道运行的认识与设计 宇宙如何起源与演化 1 2 3 4 第一部分：空间轨道设计竞赛发展态势 第二部分：空间轨道设计的研究内涵 第三部分：空间轨道设计竞赛未来展望 坚持、创新、走自己的路 未来发展目标与发展战略 发展目标： 终极目标是认识、理解“部分可控N体问题” 推动我国航天动力学研究的发展 推动我国深空探测、空间应用的发展 我国空间轨道设计水平的普遍提升，未来5年跻身国际一流行列 发展战略： 竞赛题目坚持自主创新 坚持走自己的路，做出自己的特色 坚持交流，共同进步 适度提高竞赛奖励力度 竞赛题目不断创新 题目多样性、计算复杂性、运动维度 现有方法、程序无法直接求解 可遍及航天飞行动力学其它研究方向 独特的立意，适当的复杂度 命题方也将接受挑战，出一个好题目比求解更难 结合我国的实际，推动空间任务发展 64th IAC 部分研究工作体会- 坚持走自己的路 嫦娥二号L2点后续飞行 End-of-life disposal of L2 telescope orbiter (ESA) 嫦娥二号L2点捕获到地月系统 Recovery of Venus orbit (JAXA) 嫦娥二号飞越小行星后的地球同轨运动 不约而同出现同样问题，开展了独立的本质相同的研究 ~58m/s ~102m/s 从空间轨道设计的观点看问题 航天器混沌动力学问题 限制性三体问题、不规则小天体附近运动、空间绳系系统、复杂相对运动 飞行器自主制导控制 算法收敛性、快速性、最优性 轨道确定与导航 多点中途约束，模型与观测量最优拟合构成目标函数 空间多目标运动，星座、编队，空间对抗 合作与博弈问题，问题维度的增加 鸟与青蛙 Freeman Dyson, Birds a