《地心引力》背后的科学

<正>前不久,科幻大片《地心引力》在国内公映。该片展现了壮观的太空画卷,令人流连。你注意到了吗?在惊心动魄的故事背后,其实隐藏着众多的科学和技术细节呢。2013年年底,美国科幻电影《地心引力》(Gravity)在国内上映。美轮美奂的太空美景,极具视觉、听觉冲击力的电影特效和紧张刺激的故事情节,都深深地抓住了观众的心,引发了观影狂潮。2014年3月2日,该片在第86届奥斯卡颁奖典礼上更是     

又见双刃剑——从美俄卫星相撞再看“太空战”

美国一颗民用通讯卫星和一颗俄报废的军用卫星在距离地面近800公里的轨道不经意地相撞了。或许是美苏“冷战”给世人留下了太多的记忆，该事件一经报道犹如人们内心深处所渴望出现的“导火索”一样，引爆了媒体和民众诸如“太空战”或者“阴谋论”等的无限猜想。随着各方消息的不断佐证，可以初步判断这次卫星碰撞纯属“意外”。     

太空垃圾 挑战人类

美国1997年发射的一颗卫星（铱33）,在美国东部时间2009年2月10日上午11时55分（北京时间11日0时55分）,与俄罗斯一颗1993年发射的,现已报废的卫星相撞,地点位于西伯利亚上空,这是历史上首次卫星相撞事故,据报道,铱星重1235磅（约560公斤）,俄罗斯卫星重达一吨,因此这次相撞预计将产生大量太空垃圾,     

可秘密打击地面任意目标航天器还是太空战机？

2013年12月11日,美军研发的X-37B迷你航天飞机已经在轨运行了一年时间,这款颇具争议的轨道飞行器很长时间没有出现了,美军通过X-37B验证了无人航天飞机在轨道运行的机制,本次任务也是X-37B的第三次试飞,到目前为止外界依然没有关于X-37B的确切信息。从X-37B的外观上看,其大小相当于一辆汽车,和小货车相当,     

J2摄动对编队飞行卫星相对轨道构形的影响

利用相对轨道根数法研究J2摄动对卫星编队飞行的相对轨道构形的影响,并利用高精度的算法进行数值仿真。结果表明:摄动可以使相对轨道构形发生转动与漂移两种变化。摄动引起相对轨道构形变化的形式,取决于参加编队卫星的轨道根数。当主、从星的轨道参数中只有升交点赤径不相同时,摄动对相对轨道构形几乎没有影响;当主、从星偏心率不相同时,摄动将引起相对轨道构形的转动;而当主、从星之间轨道倾角、近地点幅角和近地点时刻各不相同时,摄动将引起相对轨道构形的漂移。     

卫星系统与地球轨道概述

1卫星系统 典型通信卫星平台包括下列系统。 1.1通信和数据处理系统通信和数据处理系统执行3个独立功能：接收和解调从地面站通过指令链路发射给卫星的信息;通过数据链路发送记录（遥控）数据或实时数据至地面接收站;通过遥测链路发送平台设备数据和其他遥测数据至地面站。     

太阳辐射流量实测值对低地球轨道卫星轨道预报的影响

太阳辐射流量是影响卫星轨道预报精度的重要因素之一。在太阳活动活跃期,空间环境的变化十分频繁,太阳辐射流量的变化也是如此。这里,我们对2011年6月份的太阳辐射流量峰值及谷值两种极端情况下,分别对低地球轨道卫星轨道进行预报,结果表明：对700km高度的圆轨道卫星而言,一个月预报的位置差异可以达33 km左右,速度差异可以达0.035 km/s左右。     

《地心引力》:科学“硬伤”有几多

正与多数科幻电影一样,《地心引力》中的许多情节被指不符合科学常识,与现实存在脱节,著名的天体物理学家Neil deGrasse Tyson在其推特上列举了数个影片中的明显错误最近,阿方索·卡隆执导的科幻大片《地心引力》成为电影院里最热的电影之一,电影讲述了在浩淼的宇宙中,男女宇航员遇险后,克服重重险情,想方设法回到地球的经历。影片视觉效果极其震撼,不管是宇航员失重下的状态动作表现,还是空间站爆炸后飞溅的碎片都显得精确可信。但从科学的角度看,艺术上接近完美的《地心引力》却有很多硬伤,现实版的地心引力是不可能发生的。     

完备概率测度空间上连续随机算子的公共不动点定理

在Polish空间上讨论了以概率1的轨道压缩和广义压缩型连续(随机)算子的随机不动点问题,在一定条件下,改进和推广了文献[1]～[5]的许多重要结果.     

一种应对空间碎片云的卫星特殊发射方案研究

在发射卫星时,考虑到近地空间较为稠密的空间碎片层,为使卫星更为安全有效的完成指定任务,本文采用一种椭圆停泊轨道,在卫星快速通过空间碎片层后进行机动变轨,使其进入预定轨道。在机动边界点的求解上采用解析解和数值解对比的方法,降低了计算难度。最后以某一轨道为例,对不同机动点所消耗的能量进行了计算,给出了消耗能量最小的机动点,验证了本文的有效性。     

STK在卫星轨道机动仿真中的应用

本文在研究和分析卫星轨道机动原理的基础上,针对卫星执行特殊任务的需求,对卫星飞行轨道进行了分析与控制,使其能够根据需求进入目标轨道完成指定的任务,并利用STK分析模块提供的数据信息,进行了卫星变轨仿真的设计与实现,为未来空间机动平台应用能力的进一步研究提供数据支持。     

基于最小二乘估计的卫星编队飞行轨道设计

在卫星编队飞行相对运动方程的基础上提出了一种基于最小二乘估计的卫星编队飞行轨道设计方法,即在参考卫星轨道根数、相对运动轨迹和伴随卫星近点幅角已知的情况下应用最小二乘估计法设计伴随卫星其余轨道根数。该方法不仅能够应用于小偏心率参考轨道情况下的相对轨道设计,而且能够解决大偏心率参考轨道情况下的相对轨道设计问题。仿真结果表明该方法可行。     

J2摄动下基于平均轨道要素差的集群航天器空间圆形编队设计

集群航天器是通过无线连接方式构成的虚拟航天器系统,考虑J2摄动下其在太阳同步轨道的空间圆形编队设计,对满足其模块间能量传输、数据交互的需要和应用需求具有重要意义.基于主、从模块平均轨道要素差建立了相对运动模型,并给出了空间圆形编队的详细设计步骤;在零J2摄动条件不再适用时,通过定量分析J2摄动对该编队构形的影响,提出了相应的修正公式;将模块修正后的平均轨道要素转换为初始时刻密切轨道要素确定了初始编队构形.采用无奇点的新四元数轨道要素进行J2摄动分析,仿真结果验证了设计方法的有效性.     

韩国卫星发射初尝苦涩太空之路还应循序渐进

8月25日,韩国首枚运载火箭"罗老"号(KSLV-D当地时间17时在韩国罗老卫星发射中心发射升空.数分钟后,该发射中心宣布发射初步成功,大韩民国举国欢呼,韩国总理韩升洙当即也通过电视表示祝贺.     

编队飞行卫星相对运动的零J2摄动条件

地球形状摄动对卫星编队飞行的相对运动有很大影响,会使卫星的相对轨道发生转动或漂移。该文推导了主、从星沿小偏心率轨道运行情况下的相对轨道的零J2摄动条件。如果编队卫星的交点周期和节线的进动速率相等,那么J2摄动对相对运动没有影响,卫星可长期保持编队飞行。在选取的主、从星轨道根数之差为小量的前提下,给出了零J2摄动的一阶近似条件的解析表达式。仿真结果表明,当编队卫星的相对运动满足零J2摄动的一阶近似条件时,卫星相对运动轨道构形的漂移明显减少。     

文化播报

首张月球之旅船票售出俄罗斯一家航天器制造企业近日表示,下一名太空游客将于2014年启程飞赴国际空间站,一艘用于搭载太空旅客前往国际空间站的联盟号飞船已经开始建造。航名2艘用于搭载太空旅客前往国际     

太空旅馆不是梦

随着地球上频发的战争和环境危机,使人们开始把人类未来的梦想建立在开发地外空间上,世界各国纷纷提出了雄心勃勃的太空移民计划。也许移居太空还是一个比较遥远的设想,然而在太空建旅馆,已不是不可思议的事情了。随着航天技术的发展和人类生活水平的提高,现在已有商业公司正在投资开发太空旅馆,并有望在2020年以前建成。届时,它将比目前太空游客到空间站观光更舒服。     

概率度量空间中一类映射的非唯一不动点定理

在非阿基米德概率度量空间中研究了一类新的Ciric-Altman型映射不动点的存在性.首先,在一定条件下建立了新的非唯一不动点定理;其次,作为特例在度量空间获得了Ciric-Altman型映射不动点的存在性定理;最后,在两个非阿基米德概率度量空间中对Ciric-Altman型映射不动点作了讨论.所获得的存在性定理在很大程度上推广和改进了现有文献中的相应结果.     

基于高/低轨监视平台的GEO卫星定轨精度比较

针对传统地基监视系统对地球同步轨道(GEO)卫星静地测量模式不利于获取其态势信息,而空间目标监视平台利用其快速轨道运动、增强观测几何强度和GEO卫星动力学模型的约束作用,有利于对GEO卫星环带的跟踪、监视和编目处理这一问题,分析了高、低轨平台与其观测模式,采用了数值微分法计算变分方程系数阵的定轨算法,统计了光学观测误差对定轨结果的影响.仿真计算表明,高、低轨平台对GEO卫星的定轨精度均在公里级,低轨平台对GEO卫星的定轨精度好于高轨监视平台,观测系统误差是定轨误差的主要来源.