美国宇航局计划在 2024 年之前将人类送回月球 [1]。这引发了人们对月球探索任务的兴趣。为了有效地将人类和机器人任务送上月球,正在研究不同的最佳低和/或高推力轨道转移。最简单、最快速但不节能的方法是霍曼转移 [2]。霍曼转移需要两次燃烧,一次在轨道的近地点,另一次在远地点。航天器在地球停泊轨道上时位于近地点,远地点设置在所需的月球轨道高度。另一种研究航天器从地球到月球的转移的方法是使用拼块圆锥曲线法。拼块圆锥曲线近似依赖于太阳系动力学的开普勒分解 [3]。通过沿轨道小心地切换 SOI(影响球),航天器的运动在给定时间内仅受一个主要天体控制。例如,在使用补片圆锥曲线进行地球到月球转移的情况下,航天器在转移的大部分时间里将位于地球的 SOI 中,而在最后的时间里只靠近月球。霍曼转移和补片圆锥曲线都是 2BP(二体问题)中简单、直接的转移方法。从 1960 年代到 1980 年代,包括月球和阿波罗任务在内的所有登月任务都使用了一些对霍曼和补片圆锥曲线转移的改动。2BP 向月球的转移受到发射窗口的限制,并且需要多次修正燃烧,从而增加了总 Δ𝑉 成本。以阿波罗 11 号为例,它必须进行两次月球轨道交叉燃烧和四次中途修正。阿波罗 11 号进入月球轨道所需的总 Δ𝑉 为 13571.1 ft/s(4.136 km/s)[4]。
(Hohmann 1960)是 1925 年著作的英文译本。他证明,实现最小能量的轨迹是与两个行星轨道相切的椭圆。作为力学原理,“霍曼转移椭圆”并不局限于行星际飞行,它还适用于例如从圆形低地球轨道转移到更高的圆形轨道。人们对最小能量轨迹的兴趣一直延续到现在——能量是一种珍贵的资源——但在早期航天研究人员眼中,这类轨迹尤为重要。这些先驱者知道太空旅行面临许多障碍,但最困难的就是对大量能量的需求;因此,霍曼发现的重要性对那些精通太空飞行力学的人来说是显而易见的。沃尔特·霍曼对航天事业的巨大贡献是发现了椭圆形这一旧物体的新用途。然而,他在太空旅行概念开发方面的参与远远超出了这一发现:能量和质量要求;航天器设计;大气建模;机动分析;机组人员安全;地外原位推进剂生产等等。除了进行研究之外,霍曼还属于
主题代码:PH-xxx 课程名称:自旋电子技术简介 LTP:3-0-0 学分:3 主题领域:OEC 大纲:磁学基础知识:磁学类型、自旋轨道相互作用、偶极相互作用、交换相互作用、磁各向异性 自旋相关传输:异常霍尔效应、各向异性磁阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR)、隧道磁阻 (TMR)、自旋阀 (SV)、磁隧道结 (MTJ)、磁场传感器(硬盘读取头、生物传感器) 磁化动力学:自旋转移扭矩 (STT)、自旋霍尔效应 (SHE)、自旋轨道扭矩 (SOT)、轨道霍尔效应 (OHE)、磁化切换、磁性 skyrmions 自旋电子器件:磁阻随机存取存储器 (MRAM) 技术 - STT-MRAM、SOT-MRAM、自旋扭矩和自旋霍尔纳米振荡器(STNO 和 SHNO)、自旋量热器、赛道存储器基于自旋的计算:纳米磁逻辑、自旋逻辑、基于振荡器的神经形态计算、自旋波计算。科目代码:PH-xxx 课程名称:太空探索 LTP:3-0-0 学分:3 学科领域:OEC 大纲:不同国家太空探索的历史、对太空技术的需求、对空间科学知识的需求、近地空间的等离子体、大气中的波、其他行星的大气/电离层、空间测量:主动和被动遥感和现场测量、轨道:开普勒行星运动定律、轨道类型、霍曼转移轨道、卫星通信和导航、空间技术的应用。
致谢 下面列出的插图由指定来源提供。非常感谢使用这些插图的许可。必须从来源处获得复制本出版物中的插图和其他材料的许可。图 4-7,霍曼转移,Damon,Thomas D.(2001)太空简介:太空飞行科学,第三版。Krieger Publishing Company,Malabar,FL,http://www.krieger-publishing.com/ 。图 4-8,快速转移,Damon,Thomas D.(2001)太空简介:太空飞行科学,第三版。Krieger Publishing Company,Malabar,FL,http://www.krieger-publishing.com/ 。图 7-8,GPS 标称星座,全球定位系统概述网页,http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html 。图 7-9,GPS 导航解决方案,全球定位系统概述网页,http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html 。图 7-10,精度几何稀释,全球定位系统概述网页,http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html 。图 7-11,GPS 主控和监控站网络,全球定位系统概述网页,http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html 。图 7-12,电磁波谱,什么是遥感?网页,http://ls7pm3.gsfc.nasa.gov/mainpage.html 。图 7-13,制作彩色图像,遥感简介网页,http://satftp.soest.hawaii.edu/space/hawaii/vfts/oahu/rem_sens_ex/rsex.spectral.1.html 。图 7-14,入射角,遥感简介网页,http://satftp.soest.hawaii.edu/space/hawaii/vfts/kilauea/radar_ex/intro.html 。图 7-15,Landsat,Landsat 信息网页,http://www.exploratorium.edu/learning_studio/landsat/landsat.html 。图 7-16,AN/SMQ-11 接收终端,DMSP AN/SMQ-11 船载接收终端网页,http://www.laafb.af.mil/SMC/CI/overview/dmsp35.html 。图 7-17,GOES,NOAA 的地球静止和极地轨道气象卫星网页,http://psbsgi1.nesdis.noaa.gov:8080/EBB/ml/genlsatl.html 。图 7-18,GOES 定位,NOAA 的地球静止和极地轨道气象卫星网页,http://psbsgi1.nesdis.noaa.gov:8080/EBB/ml/genlsatl.html 。图 7-19,GOES 成像仪、探测器图片,http://www.nnic.noaa.gov/SOCC/gifs/sndr.gif 。