主小行星带对火星轨道长期动力学影响评估

“天问一号”任务的成功实施标志着我国正迈向月球以外更远的深空,面临着更为复杂的空间动力学环境,探测难度将不断增大.小行星带毗邻火星,不完全考虑其产生的摄动会严重影响火星轨道动力学参数解算精度,进而间接影响太阳系历表构建和高精度火星探测任务实施.为研究主带小行星动力学影响,本文先分析了主带小行星的分布特性,建立了太阳系动力学积分环境,结果表明:除火星外的内太阳系行星轨道积分10年与DE421的差异小于15 m,火星轨道积分差异约百米量级.基于点质量模型、单环模型和最新六环模型估算了其对火星轨道的影响,积分10年误差分别约为2 km,31.3 m,2 m.最后讨论了环模型与太阳系行星轨道参数共同解算情况,证实了环模型参数修正后火星距离观测量残差理论上可进一步降低至亚米级,同时发现仅利用距离观测量行星初始轨道根数在Z轴方向上解算误差较大.

CGC2星历框架

为了研究激光天文动力学空间任务概念 ,我们建立了CGC 2星历框架及演算法。在此框架中 ,我们考虑了太阳、九大行星、月球等十一个主要天体和 492颗直径大于 65km的小行星。我们使用后牛顿运动方程式及Runge -Kutta四阶数值方法 ,取的演进间距为 0 .0 1天。鉴于个人计算机的进展 ,此星历之演算在个人计算机上即可进行 ,算法及程序公开 ,可供研究者方便使用。在和JPLDE 40 5之算法比较时 ,我们使用DE 40 5星历之参数及初始值演算并将其和DE40 5之差与DE 40 3和DE 40 5之差比较。比较结果 ,显示CGC 2星历与DE 40 5星历之演算结果相近。若要进一步成为独立的星历 ,则需重新拟合所有有效的观测数据。此公开的框架并可望在未来有新数据时供研究者改进。