近地小行星

摘要： 中科院紫金山天文台近地天体望远镜近日发现一颗正在向地球飞来的近地小行星。国际小行星中心将其编号为2022 AA,预计它将于2月4日飞掠地球。这也是2022年全球范围内发现的首颗近地小行星。紫金山天文台近地天体望远镜团组首席科学家赵海斌介绍,这颗小行星于1日21时33分左右被近地天体望远镜发现。接到上报后,国际小行星中心将这颗"新星"编号为2022 AA。2022 AA是一颗阿波罗型轨道的近地小行星,直径约43米,接近半个标准足球场大小。其与地球的最小轨道交会距离约为34.1万公里,小于地月距离。

摘要： 小行星撞击地球引发过10次以上不同程度的生物灭绝事件,是人类长期共同面临的重大潜在威胁;防范近地小行星(NEA)撞击风险事关全球安危与人类文明存续,相关研究现实需求迫切、战略意义深远。本文阐述了NEA撞击危害及撞击地球风险情况,研判了积极开展应对的重要意义;系统分析了当前NEA撞击风险应对的国际研究态势,涵盖应对流程、监测预警、撞击灾害评估、在轨处置等内容;全面总结了我国NEA撞击风险应对的基础进展及存在不足。在此基础上,研究提出了我国应对NEA撞击风险的发展目标、体系构成,论证形成了监测预警、在轨处置、灾害救援等重点任务以及基础研究、国际合作主导方向。研究建议,加强撞击风险应对能力顶层设计和长远谋划,高效建立“内聚外联”撞击风险应对业务体系,快速形成撞击风险应对能力和创新能力,着力构建行星防御领域人类命运共同体,由此发展适应国情特色且“监测精准、预警可靠、应对有效、救援有力”的行星防御体系。

摘要： 近地小行星大约6500万年前,一颗直径约10千米的小行星撞击现在墨西哥的尤卡坦半岛,包括恐龙在内的75%地球物种在这次撞击中灭绝。此次事件被称为白垩纪-古近纪灭绝事件。1980年,诺贝尔物理学奖得主阿尔瓦雷兹在撞击点希克苏鲁伯陨石坑内发现了此次撞击的证据。1937年,69230号小行星以2倍月地距离掠过地球。

摘要： 一颗直径100米至300米的小行星正以每秒14公里速度穿越太阳系,目前距离地球5700万公里。天文学家预测,这颗小行星有1%的可能性在2027年4月27日撞上地球……地球人该怎么办?

摘要： 2021年5月15日,我国首个火星巡视器成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部,实现了我国航天史无前例的重大突破。后续,我国还将在2025年前后实现近地小行星绕飞探测、附着和取样返回,2030年前后实施火星取样返回等一系列深空探测任务。航天飞行控制中心(简称飞控中心)负责深空探测器整个飞行任务期间的轨道测量、遥测监视、遥控操作及航天器探测应用期间的任务计划实施与操作管理等工作,为确保每一次任务的成功,在任务前,结合深空探测任务特点进行全面的飞控过程地面验证。

摘要： 2022年4月24日(中国航天日),中国国家航天局表示,我国将着手组建近地小行星防御系统。5月,美国国家航空航天局(NASA)近地天体研究中心称,小行星7335(1989 JA)在本月27日与地球“擦肩而过”。

摘要： 小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体,包括主带小行星、近地小行星、行星的特洛伊小天体、一部分海王星外天体以及一部分半人马小行星。当人们将目光聚焦在月球上是否存在水、火星是否适合人类生存等前沿问题时,小行星也应该得到相应的重视。

摘要： 近地小行星的巡天项目不断涌现,得到了海量的观测数据.而巡天观测方式使获得的数据弧段过短,传统方法在定轨和识别上存在极大困难,加之短弧定轨问题本身的病态性,如何有效利用这些短弧数据对于发现、监测和评估小行星的威胁具有重要意义.在进化算法下构建极短弧定轨的计算框架,选用三变量的(a,e,M)优选法,保持维数较低的同时,使优化结果不再依赖观测量.采用参数较少、操作简便的差分进化算法,利用不同偏心率小行星的轨道模拟数据进行试验,对获得的最优解及其分布聚集区域进行分析,大偏心率轨道由于其本身的复杂性,会对算法搜索的灵敏度产生影响,需缩小搜索空间以提高搜索能力.结果表明算法在小偏心率问题中表现较好,可以得到有效结果为后续工作提供参考信息,大偏心率问题在传统方法失效的情况下,虽然最优解在整体分布中并不明显,但分布仍包含真实解,可结合分布密度和适值大小进行分析.未来需要对大偏心率问题作进一步研究,考虑其观测位置和观测时刻对算法产生的影响,分类计算.

摘要： 小行星撞击对地球上的生命存在重大潜在威胁,动能撞击是目前最易实现且成熟度最高的防御方案.动能撞击任务的一种轨道优化指标为最大化偏转距离(即小行星被偏转前后近地距的改变量),若用数值积分的方法精确计算偏转距离,会导致优化效率较低.在动能撞击任务的设计初期,可以对动力学模型及偏转距离的计算方法进行简化,以提升优化效率.本文首先将高精度模型简化为二体模型,分析了两种经典偏转距离解析模型的适用条件,同时提出一种基于近地点时刻预估的偏转距离近似模型;考虑运载约束,将化学推进变轨简化为脉冲推力变轨,建立了直接转移(两脉冲及三脉冲)和行星借力飞行转移(单次及两次借力)的动能撞击轨道优化模型,利用遗传算法求解了优化问题.以偏转小行星Apophis为例,相比于解析模型,验证了本文提出的近似模型可以同时提升最优性、降低求解复杂性.优化结果表明,三脉冲直接转移方案与两脉冲直接转移方案的最优偏转效果基本一致,借力飞行转移方案相比于直接转移方案对偏转距离的提升效果并不明显.在动能撞击任务的前期设计中,可以基于二体模型进行防御效果的快速评估,虽然对计算偏转距离存在一定误差,但对防御窗口的优化结果影响不大.进一步,数值求解偏转距离时,可通过引入主要引力摄动项(金星、地球、木星)修正二体模型,使其与高精度模型之间的求解误差在1％以下.

摘要： NASA网站2021年5月11日报道,经过近5年的空间飞行后,起源、光谱分析、资源识别与安全-风化层探测器(OSIR1S-REx)带着从近地小行星Ben-nu采集的大量岩石和尘埃样本启程返回地球,预计将于2023年9月24日着陆在美国犹他州试验训练场*。为了保障任务顺利执行,十余位导航工程师为航天器编写了计算机代码,并发送何时及如何离开Berniu的指令。

摘要： 近地小行星交会、绕飞、着陆与采样返回技术经过数十年的发展日趋成熟,NASA和ESA的小行星探测任务开始转向行星防御领域.NASA的ARM计划开展小行星抓捕与轨道重定向,ESA联合NASA提出了小行星撞击与偏转评估计划,拟对双星系统开展撞击实验,为行星防御提供技术积累.此外,行星资源公司和深空工业公司分别规划了小行星商业采矿的蓝图,并已开展相关的在轨技术验证.本文对近地小行星的探测历程进行了回顾,重点介绍了NASA和ESA的行星防御计划及小行星采矿公司的商业采矿战略规划,总结了未来开展行星防御与采矿的相关关键技术.

摘要： 随着近几十年来深空探测技术的发展,开采小行星资源来补充地球资源将是未来深空探测任务之一.目前已经探测到有些小行星上富含地球上稀缺的资源,近地小行星可以作为开采的首选目标.本文提出了一种在日星与地星双二体模型下计算捕获近地小行星到指定高度的地心圆轨道的设计方法.该方法应用粒子群优化算法计算了捕获近地小行星时施加脉冲的时间、大小和方向,计算出捕获近地小行星所需总脉冲及其与目标地心圆轨道高度之间的关系.

摘要： 近地小行星的探测可以获得小行星的普查信息,对于小行星特性研究、编目以及威胁预警等具有重要意义.本文首先介绍小行星特点,接着分析了小行星天基光学探测的优势,介绍了小行星天基光学探测的国外发展情况,最后就小行星天基探测的关键技术展开分析.

摘要： 本文研究了带有双曲逃逸速度(以下简称v∞)的太阳帆航天器近地小行星快速交会任务.文中忽略地心逃逸阶段,采用理想太阳帆模型和二体动力学方程,推导了带有v∞的时间最优交会任务模型,给出了v∞的最优控制方向.应用变分法将该时间最优控制问题转化为一个两点边值问题,采用打靶法迭代求解.以不同交会距离处的圆轨道为例,仿真分析v∞大小对任务时间的影响.

摘要： 小行星可能由太阳系诞生之初的残余物质组成,含有太阳系起源和演化的关键信息,具有重要的探测价值.载人小行星探测是实现深层次、高科学回报探测的重要途径.本文针对2020-2050年进行载人小行星探测任务,研究了近地小行星的探测目标选择问题.在能量消耗与任务周期约束基础上,综合考虑发射机会、目标观测完备度、应急返回能力等复杂任务约束,对近地小行星的可探性进行了评估,给出了适合载人探测的目标星序列.该研究可为未来载人小行星探测任务的规划与设计提供参考.

摘要： 载人探测近地小行星的工程规模和技术难度介于载人探月和载人火星探测之间,是人类开展载人火星探测和飞翔更遥远深空的跳板,对于航天技术的发展和科学问题的探索有着极其重要的意义.本文在调研国外载人小行星探测方案设想的基础上,结合我国航天技术现状和发展趋势,提出了一种载人小行星探测的总体方案设想,并梳理了载人小行星探测的关键技术.本文的研究成果可以作为我国载人小行星探测任务论证和设计的有益参考.

摘要： 根据小行星所处环境及地质特点,以载人小行星探测任务为背景,综述了当前空间活动中两中舱外活动方式,分析了载人小行星探测舱外活动的特点,提出了爬行式和基于小型机动操作载人飞船两种小行星表面舱外活动模式,并对两种模式进行评价比较,可为未来载人深空探测任务中微重力环境下星体表面作业方案设计提供参考.

摘要： 根据小行星所处环境及地质特点,以载人小行星探测任务为背景,综述了当前空间活动中两中舱外活动方式,分析了载人小行星探测舱外活动的特点,提出了爬行式和基于小型机动操作载人飞船两种小行星表面舱外活动模式,并对两种模式进行评价比较,可为未来载人深空探测任务中微重力环境下星体表面作业方案设计提供参考.

摘要： 根据小行星所处环境及地质特点,以载人小行星探测任务为背景,综述了当前空间活动中两中舱外活动方式,分析了载人小行星探测舱外活动的特点,提出了爬行式和基于小型机动操作载人飞船两种小行星表面舱外活动模式,并对两种模式进行评价比较,可为未来载人深空探测任务中微重力环境下星体表面作业方案设计提供参考.

摘要： 根据小行星所处环境及地质特点,以载人小行星探测任务为背景,综述了当前空间活动中两中舱外活动方式,分析了载人小行星探测舱外活动的特点,提出了爬行式和基于小型机动操作载人飞船两种小行星表面舱外活动模式,并对两种模式进行评价比较,可为未来载人深空探测任务中微重力环境下星体表面作业方案设计提供参考.

摘要： 本发明涉及小行星监测预警技术领域，尤其涉及一种兼顾来自太阳方向小行星预警与小行星编目的方法。所述方法包括：根据设定的望远镜对太阳的规避角度，确定位于地球领航轨道的望远镜位置；根据预警范围和小行星直径与视星等的转换关系，确定望远镜极限观测能力；根据小行星可见时同时满足的时间约束、瞬时视场约束和视星等约束建立望远镜对小行星的可见性模型；基于建立的可见性模型，平衡望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化黄纬方向观测天区的大小确定望远镜观测天区；根据优化确定的观测天区，兼顾望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化望远镜朝向与背向地球的时间比确定望远镜搜寻策略。

摘要： 本发明涉及小行星监测预警技术领域，尤其涉及一种兼顾来自太阳方向小行星预警与小行星编目的方法。所述方法包括：根据设定的望远镜对太阳的规避角度，确定位于地球领航轨道的望远镜位置；根据预警范围和小行星直径与视星等的转换关系，确定望远镜极限观测能力；根据小行星可见时同时满足的时间约束、瞬时视场约束和视星等约束建立望远镜对小行星的可见性模型；基于建立的可见性模型，平衡望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化黄纬方向观测天区的大小确定望远镜观测天区；根据优化确定的观测天区，兼顾望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化望远镜朝向与背向地球的时间比确定望远镜搜寻策略。

摘要： 本发明涉及一种基于混合动力的近地小行星交会任务轨道优化方法，所述轨道优化方法包括以下内容：建立太阳光压和太阳光电混合推进动力的小行星探测器动力学模型；基于物理规划和高斯伪谱法设计了一种小行星探测轨道优化方法。本发明的优点在于：采用物理规划框架，多目标轨道优化问题可以转化为反应设计者偏好的单目标优化问题。基于高斯伪谱法的迭代优化策略，可以有效解决交会轨道优化中诸多变量的初值问题。多目标优化仿真结果表明，混合动力小行探测器能够生成不同轨道形式实现最小燃料消耗和最短飞行时间。仿真还表明混合动力探测器连续交会四个近地小行星的任务周期为五年左右，比太阳帆探测器完成同样交会任务节省一年半左右。

摘要： 本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种近地小行星地基雷达探测目标筛选方法、系统和电子设备，方法包括：确定地基雷达的最大探测距离；获取每个近地小行星与地球轨道之间的最小轨道交叉距离，将小于所述最大探测距离的近地小行星确定为初选目标；筛选出与地球之间的最近距离不大于所述地基雷达的最大探测距离的初选目标作为探测目标。能够快速且准确地从多个近地小行星中筛选出探测目标。

摘要： 本发明提供了一种撞击近地小行星的方法，包括：利用pock‑chop图确定发射窗口，设置优化变量的范围，依据动力学模型计算观测器和撞击器的轨道，得到任务节点的位置速度参数；利用遗传算法与局部搜索相结合的模型进行优化，得到小行星偏转距离最大的任务轨道模型，确定发射时刻和撞击时刻。具体撞击过程为：从地球一箭双星发射撞击器和观测器，首先观测器飞越小行星实施近距离抵近探测；然后撞击器撞击小行星；最后观测器重访飞越进行效果评估。之后每隔一个共振周期，观测器重访飞越小行星，获得更为准确可靠的数据。本方法利用一发火箭在3到5年完成“探测‑撞击‑评估”任务，可以实现低成本、高效率完成动能撞击在轨验证任务。

摘要： 本发明涉及小行星监测技术领域，提出一种月基近地小行星监测系统及方法。该系统包括月球基站，其被配置为执行下列动作：对近地小行星进行观测以生成第一观测数据；以及将所述第一观测数据发送至地面基站；以及地球基站，其被配置为执行下列动作：对所述近地小行星进行观测以生成第二观测数据；以及根据所述第一观测数据和或所述第二观测数据确定所述近地小行星的轨道。

摘要： 本发明公开一种偏转效果最优的近地小行星动能撞击任务轨道设计方法，包括以下步骤：S1，选择航天器初始参数，包括航天器出发和到达时刻；S2，将航天器轨道设计为大椭圆地球停泊轨道、从大椭圆轨道出发的地球逃逸轨道及行星际转移轨道三段的拼接，并进行轨道参数计算；S3，进行目标近地小行星偏转效果评估；S4，遍历航天器所有可能的出发和到达时刻，重复步骤S1～S3，绘制偏转距离与航天器出发、到达时刻的等高线图，并剔除不合理时刻后从中确定偏转效果最优的航天器发射窗口。本发明通过采用大椭圆地球停泊轨道，并筛选航天器发射窗口，使得航天器在撞击小行星时的质量和相对速度较大，从而取得最优的小行星偏转效果。

摘要： 本发明公开了一种近地小行星撞击轨道的生成方法，包括：根据近地小行星在当前时刻的轨道参量和地球在当前时刻的位置量，计算近地小行星模拟撞击地球的轨道的轨道根数；根据轨道根数计算近地小行星形成撞击地球的轨道的概率；通过蒙特卡洛仿真方法生成一随机数；将随机数与概率进行比较，以判断近地小行星是否构成威胁，随机数是通过随机数函数生成的随机数；若随机数大于概率，则近地小行星不构成潜在威胁；若随机数小于等于概率，则近地小行星构成潜在威胁；本发明公开的方法，可以快速的筛选出具有威胁性的近地小行星的撞击轨道，简便易行，降低了计算量。本发明还公开了一种近地小行星撞击轨道的生成装置。

摘要： 本发明涉及一种从Halo轨道出发的近地小行星可达性快速评估方法，属于航空航天技术领域。该方法利用雅克比积分常数，推导出了总速度增量关于停泊轨道雅克比常数的解析表达式，该过程不需要进行复杂的优化计算、Halo轨道以及不变流形的计算，只需要借助推导出的解析公式并结合发射机会搜索，便可以快速得到从Halo轨道出发进行小行星探测过程中的速度脉冲，可以大大降低计算成本，提高计算效率。在任务设计初级阶段可以提供适合探测的小行星集合，降低了任务设计难度。

摘要： 本发明涉及一种基于混合动力的近地小行星交会任务轨道优化方法，所述轨道优化方法包括以下内容：建立太阳光压和太阳光电混合推进动力的小行星探测器动力学模型；基于物理规划和高斯伪谱法设计了一种小行星探测轨道优化方法。本发明的优点在于：采用物理规划框架，多目标轨道优化问题可以转化为反应设计者偏好的单目标优化问题。基于高斯伪谱法的迭代优化策略，可以有效解决交会轨道优化中诸多变量的初值问题。多目标优化仿真结果表明，混合动力小行探测器能够生成不同轨道形式实现最小燃料消耗和最短飞行时间。仿真还表明混合动力探测器连续交会四个近地小行星的任务周期为五年左右，比太阳帆探测器完成同样交会任务节省一年半左右。