利用形状模型进行火卫一高阶重力场建模

火卫一重力场对探测器的轨道设计及在星体表面着陆等任务而言极其重要。由于缺少探测器轨道跟踪数据,利用形状模型正演计算了火卫一高至80阶次的高阶重力场模型。介绍了基于火卫一形状模型计算引力位的边长法、面积法和体积法3种方法。在计算过程中,将多面体模型所在参考系由行星体固坐标系转换为以质心为原点、坐标轴与主惯性轴重合的坐标系。所计算引力位在45~56 m2/s2范围间变化,整体分布呈现条带状变化,且在Stickney陨石坑附近出现极大值。解算得到相对于x、y、z轴的惯性矩分别为0.355 45、0.418 10和0.491 34,C20项为-0.029 395 4, C22项为0.015 254。通过比较20阶、50阶、80阶重力场所计算的加速度,得出高阶重力场系数对加速度有明显影响的结论。

小行星433-Eros土壤厚度分布和表面强度估计

根据Near探测器飞跃433-Eros小行星时观测得到的重力数据分析,在433-Eros小行星外侧边缘处存在轻微的负布格异常现象(Garmier et al.,2002).本文借鉴Geissler在Ida小行星上的结论,认为该异常是由其表面撞击过程中高速溅射物聚集效应产生的.文中计算表明:在合理范围内调整模型Z参数和强度P参数,Eros上高速溅射物将聚集在其表面边缘外侧,这与Geissler实验结论是一致的.计算结果同时表明433-Eros行星表面的土壤层厚度以及布格异常数值与433-Eros表面物质的强度相关,通过这一相关性,可以约束433-Eros表面的强度参数P及其土壤层分布.取Z模型中Z参数为2.5时,我们估计出Eros表面物质的强度值大约为106Pa,土壤层的堆积情况是全球平均堆积厚度约为30 m,Eros边缘末端处厚度为50 m.