论文摘要：环绕火星轨道特点研究

火星是太阳系中的类地行星，其天体属性和空间环境与地球极为相似。进入火星引力场的环火卫星将主要受到来自于火星的重力场引力、大气阻力、太阳光压、太阳引力和火星自然卫星引力的摄动影响。论文主要分析了以上各种摄动对于环火卫星运动的影响，并且结合了“火星探测”号(Mars Global Surveyor)、“火星奥德赛”号(Mars Odyssey)、“火星勘探”号(Mars Reconnaissance)的轨道进行了论述探讨。 论文分析结果表明，非球形重力场引力是卫星摄动的主要来源。火星重力场的J2，J3项的主导性作用并不明显，尤其是火星的高阶奇次带谐项相对J3较大，因此建立了高阶的动力学模型对环火轨道进行了全面的分析。结果表明火星高阶奇次带谐项的偏大：一方面导致了偏心率e变化幅度较大，使近地点高度hp有明显的下降而制约轨道寿命；另一方面使火星的冻结轨道的存在条件对重力场高阶系数的变化敏感，但是轨道仍然是具有较好的稳定特性。火星的太阳同步轨道因只与升交点赤经Ω的变化相关，因此受高阶重力场的影响不大，而且火星距离太阳较远，所以火星太阳同步回归轨道同样具有很好的稳定性。 火星上存在大气，本文运用Stewart火星大气模型分析、计算了距火星表面0-400km以内的大气密度、温度和压强数据，结果表明，大气阻力对0-250km轨道高度的环火卫星的轨道寿命有明显的影响。但是火星大气稀薄并且随高度衰减较快，所以大气对轨道高度在250km以上环火轨道的影响可基本忽略。火星大气的存在可让火星航天器实现气动降轨，本文就火星的气动降轨进行了介绍和分析。 论文最后分析了基于冻结轨道的编队飞行，通过对空间圆编队的算例仿真计算了维持编队需要的消耗，探讨了在火星进行卫星编队的可行性。 本文的理论研究和仿真分析结论可以为环火卫星轨道的工程设计提供一定的参考。

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