共线平动点附近星座构形变化和编队飞行研究

限制性三体问题的的共线平动点因其独特的空间位置和动力学特征在当今的航天任务中有着重要应用，并且随着航天技术的发展，这类应用也越来越复杂，呈现出由单星任务向多星任务发展的趋势。多星任务目前主要有两种形式，一种形式是各星之间相对较远，轨道互不相关的星座，这类应用对星座整体构形的要求并不严格，主要需解决的问题是各星在不同轨道上运行时相互之间的距离和位相关系。另一种形式是各星之间的距离较近，要求保持多星整体构形的编队飞行。这类应用主要需解决的问题是如何控制各星轨道以达到保持整体构形的目的。本项目首先在圆型限制性三体问题模型下系统研究共线平动点的动力学特征及单星轨道的控制方案，给出在同一轨道与不同轨道上运行的各星之间构形的变化（作为初步研究，星的个数限制为2～3颗），并研究其达成某些编队构形需要的轨道控制方案，最后以日-地+月系和地-月系为例，研究实际引力模型下的相应结果。

本项目主要从轨道动力学的角度研究限制性三体问题共线平动点的动力学特征及其在深空探测中的应用。动力学特征的研究主要包括单纯限制性三体问题下共线平动点附近的运动描述、轨道稳定性、周期轨道族演化等，也包括实际力模型下日—地系及地—月系的共线平动点在各种摄动因素下的变化情形。应用方面的研究主要包括共线平动点附近的星座构型变化及编队飞行，这些研究在当今航天任务从单星到多星发展的大趋势下尤有意义。作为这些研究的推广，我们也研究了小行星的编队探测问题以及人造地球卫星的编队飞行问题；同时，我们也研究了共线平动点的另一动力学特征——稳定与不稳定不变流形在深空探测中的应用问题。