碎石堆小行星的散体动力学建模与仿真方法综述

探测小行星将是未来几十年内航天界的研究热点.现有资料表明小行星多为疏松多孔的碎石堆结构,易受探测活动的影响而破碎瓦解,因此对其探测必须先进行动力学建模,研究探测活动与小行星结构的相互作用,确保探测任务顺利执行.在中国即将开展小行星探测任务的背景下,调研分析了散体动力学的研究和发展情况;并根据国内外的相关研究,对目前碎石堆小行星动力学模型与数值模拟方法的研究进行了综述;最后,结合小行星探测的应用背景,总结了小行星散体动力学模型中需解决的关键问题.

小行星的物理性质与结构演化研究进展

小行星上蕴含着丰富的稀有矿物资源,并保存着太阳系形成初期的原始成分,是研究太阳系起源和演化历史的活化石,具有极大的科学研究价值.随着近二十年来小行星探测热潮的兴起,对小行星的研究已从轨道、形状、旋转状态和光谱类型扩展到结构演化机制和外力响应特性.小行星碎石堆结构概念的提出,为所观测到小行星的物理性质和天文现象提供了合理的解释,同时也对小行星探测任务及相关研究提出了诸多挑战.本文从小行星的轨道和物理性质分布出发,分析了小行星结构的演化过程,阐明了大部分等效直径大于300m的小行星应具有碎石堆结构的必然性,并结合颗粒材料的力学性质分析了碎石堆小行星的结构特点和动力学响应特性,对碎石堆小行星的研究现状进行了综述,讨论了其中的科学问题和研究方向.