Investigation of optimal transfers to retrograde co-orbital orbits in the Earth-Moon system
本研究基于地月系统逆行共轨平均运动共振的最新发现，分析该共振并优化双脉冲轨道转移技术，得出低成本转移可行的结果，可为未来任务提供支持并提升任务效率。
2025-04-15 astro-ph.EP
Toward Alternative Earths' Habitability of Solar System Bodies at Earth's Orbit
本研究评估了迁移至地球轨道的太阳系天体，发现火星最可行，土卫六有长期潜力，为行星工程和人类生存提供新思路。
2025-09-08 astro-ph.EP
Probable Spin-Orbit Aligned Super-Earth Planet Candidate KOI-2138.01
我们利用\emph{Kepler}恒星KOI-2138的旋转引力暗化来表明$2.1-R_\oplus$凌日行星候选者KOI-2138.01的轨道具有低投影自旋轨道对准$λ=1^\circ\pm13$。KOI-2138.01是巨蟹座55 e之后第二个测量到自旋轨道对齐的超级地球，也是第一个对齐的超级地球。KOI-2138.01的轨道周期为23.55天，可能代表未来类似太阳系的类地行星的冰山一角，这些行星具有中间周期和低倾角的圆形轨道。
2015-12-12 astro-ph.EP
Analytic model for the long-term evolution of circular Earth satellite orbits including lunar node regression
本文的目的是得到一个解析近似的圆轨道的演变，由地球的$J_2$和日月引力摄动。假设月球轨道面与黄道面重合，Allan和Cook（1964）推导出圆轨道轨道面演化的解析解。利用它们的结果作为中间解，建立了考虑月球轨道倾角及其交点回归的近似解析模型。最后，导出了一个近似解析表达式，除了参考轨道周期近似等于月交点回归周期的整数倍（特别是1倍或2倍）的共振情况外，该表达式与数值计算结果相比是精确的。
2017-03-02 astro-ph.EP
Minimum-Time Earth-to-Mars Interplanetary Orbit Transfer Using Adaptive Gaussian Quadrature Collocation
研究了最小时间、小推力、地球-火星行星际轨道优化的极小时间问题。最小时间轨道转移问题被建模为一个四阶段的最优控制问题，其中四个阶段对应于行星对齐，地球逃逸，日心转移，火星捕获。四相最优控制问题，然后使用直接配置自适应高斯正交配置法解决。研究中使用了以下三种模型：（1）圆形行星运动;（2）椭圆形行星运动;（3）有重力扰动的椭圆形行星运动，其中转移开始于地球静止轨道，终止于火星静止轨道。所有三种情况下的结果提供，并详细研究了一个特定的情况下，显示的最优解的关键功能。使用$0.00098\times 10^{-4}~\textrm{m}\cdot\textrm{s}^{-2}$的推力比力的特定值，发现情况（1）、（2）和（3）的最短时间分别为215天、196天和198天，出发日期分别为2020年7月1日、2020年6月30日和2020年6月28日。最后，在这项研究中开发的问题配方进行比较，对以前的工作，地球到火星的行星际轨道转移，它被发现，这项研究的结果表明显着改善转移时间相对于以前的工作。
2021-04-07 astro-ph.EP math.DS math.OC
The dynamical structure of the Earth co-orbital region and implications for the near-Earth asteroid population
ESA ESRIN（欧洲空间局地球观测中心）；Deimos Italia s.r.l.（德伊莫斯意大利有限公司）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université de Lille, LNE, CNRS（巴黎天文台、PSL大学、索邦大学、里尔大学、法国国家科学研究中心）
利用1:1平均运动共振的半解析模型，研究了低偏心率和低倾角下地球共轨区域的动力学结构，发现马蹄形轨道占据主导，并讨论了其对近地小行星群体和行星防御的意义。
2026-05-26 astro-ph.EP math-ph math.MP
The NASA-UC Eta-Earth Program: I. A Super-Earth Orbiting HD 7924
我们报告了NASA-UC Eta-Earth计划中发现的第一颗低质量行星，这是一颗围绕K 0矮星HD 7924运行的超级地球。开普勒模型的精确多普勒径向速度揭示了一个行星的最小质量M_Psin i = 9.26 M_地球在一个P = 5.398 d的轨道。根据2001年至2008年的测量数据，该行星被稳健地探测到，估计误报概率小于0.001。使用费尔伯恩天文台的自动测光望远镜进行的测光观测显示HD 7924在径向速度期间的光度常数为0.19毫等，支持行星伴星的存在。在测光极限~0.5毫等以下，没有发现凌日现象，排除了各种成分的凌日行星。HD 7924 b是已知的仅有的八颗M_P sin i < 10 M_地球的行星之一，因此是一个新兴的低质量行星家族的成员，这些行星共同限制了行星形成的理论。
2009-01-28 astro-ph.EP
Horseshoe Co-orbitals of Earth: Current Population and New Candidates
太阳系中的大多数共轨物体被认为遵循蝌蚪型轨道，表现得像特洛伊人。然而，地球上大多数已确定的共轨道都沿着马蹄形轨道运动。目前被认为是地球共轨道的小天体共有18个，其中12个是马蹄铁，5个是准卫星，1个是特洛伊。所有这些天体的半长轴值在$0.983$ au和$1.017$ au之间摆动。在这项工作中，我们已经研究了物体的动力学行为的轨道与半长轴在这个范围内，可能是在1：1的平均运动与地球共振。我们的研究结果表明，小行星2016 CO $_{246}$、2017 SL $_{16}$和2017 XQ $_{60}$沿着不对称的马蹄型轨道运动;小行星2018 PN $_{22}$遵循近对称或规则的马蹄型轨道。小行星2016 CO $_{246}$、2017 SL $_{16}$和2017 XQ $_{60}$可以分别保持在马蹄形共轨状态大约$900$年、$3300$年和$2700$年。小行星2018 PN $_{22}$具有更混乱的动力学行为;它可能不会停留在马蹄形共轨状态超过200年。2016 CO $_{246}$、2017 SL $_{16}$、2017 XQ $_{60}$和2018 PN $_{22}$的马蹄形天平动周期分别为280、255、411和125年。
2020-06-25 astro-ph.EP
On the orbital evolution of meteoroid 2020 CD3, a temporarily captured orbiter of the Earth-Moon system
任何沿类地轨道运行的近地物体最终都可能在低速相遇时被地球引力捕获。这种理论上的可能性在1991-1992年飞越1991年VG期间首次得到证实，并确认了1992年2月约一个月的短暂捕获事件。在2006年7月至2007年7月期间，2006 RH 120被暂时捕获进入地心轨道，获得了进一步的证据。在这里，我们对2020年CD 3的轨道演变进行了数值评估，CD 3是最近发现的一个小型近地天体，可能是被地球引力暂时捕获的流星体的第三个实例。我们确认，2020年CD 3目前正沿着地心轨道运行，尽管它将在2020年5月初进入日心轨道。我们的计算表明，它在2016年被地球捕获（中位数）。这段插曲比2006年的RH 120长。在被捕获为小卫星之前，2020 CD 3可能是一个Aten型近地天体，但不能排除是阿波罗型近地天体;在这两种情况下，轨道都非常像地球，具有低离心率和低倾角，是典型的Arjuna型流星体。一些克隆轨道保持地心近一个世纪，打开了尚未被检测到的迷你卫星的存在的大门，这些迷你卫星在时间尺度上相对稳定，与未绑定的准卫星（如（469219）Kamo`oalewa）的时间尺度相当。此外，近10%的实验导致了短暂的月球-月球事件，其中2020 CD 3的月心能量值变为负值。
2020-04-07 astro-ph.EP
A Population Dynamics Approach to the Distribution of Space Debris in Low Earth Orbit
地球轨道上碎片的存在对人类在太空的活动构成重大风险。由于地面发射、航天器外部部件的丢失以及物体之间无法控制的碰撞，这些碎片数量继续增加。因此，一个计算上可行的碎片群增长及其空间分布连续模型至关重要。在这里，我们提出了一个扩散碰撞模型的碎片密度在低地球轨道（LEO）的演变及其对地面发射政策的依赖。我们参数化这个模型，并测试它对数据从公开的对象目录检查不受控制的增长的时间尺度。最后，我们考虑合理的发射政策和清理策略，以及它们如何降低未来与活动卫星或太空船碰撞的风险。
2023-01-10 astro-ph.EP
The Moon as a possible source for Earth's co-orbital bodies
本研究通过四体数值模拟探讨了月球喷射物演化为地球共轨道天体的条件，发现约6.15%的粒子能成为共轨道天体，1.92%表现为准卫星行为，最佳喷射速度为1.2倍逃逸速度，且成功喷射多集中于后半球赤道区域，支持了Kamo'oalewa等共轨道天体的月球起源假说。
2025-09-12 astro-ph.EP
The NASA-UC-UH Eta-Earth Program: IV. A Low-mass Planet Orbiting an M Dwarf 3.6 PC from Earth
我们报告发现一个低质量的行星轨道Gl 15 A的径向速度的基础上，从埃塔地球调查使用HIRES在凯克天文台。Gl 15 Ab是一颗行星，最小质量Msini = 5.35 $\pm$ 0.75 M $_\oplus$，轨道周期P = 11.4433 $\pm$ 0.0016天，轨道符合圆形。我们使用各种技术来描述主星的特征。费尔伯恩天文台的测光观测显示，没有证据显示在轨道周期的极限为~0.1 mmag时有旋转调制的斑点，因此支持该行星的存在。我们检测到的第二个RV信号与44天的周期，我们归因于旋转调制的恒星表面特征，证实了光学光度学和钙II H & K活动指标。使用Palomar-TripleSpec的红外光谱，我们测量了M2 V光谱型和亚太阳金属丰度（[M/H] =-0.22，[Fe/H] = -0.32）。我们测量的恒星半径为0.3863 $\pm$ 0.0021 R $_\odot$的基础上干涉CHARA。
2014-08-25 astro-ph.EP
A High Earth, Lunar Resonant Orbit for Lower Cost Space Science Missions
许多科学飞行任务需要无障碍的太空视野和稳定的热环境，但缺乏技术或方案资源来达到满足这些需求的轨道。本文介绍了一个高地球轨道在2：1共振与月球提供这些条件，通过月球重力辅助达到。分析制导和数值研究对这种非常规轨道的行为产生了深刻的洞察力，使选择稳健的任务设计成为可能。解决方案可用于广泛的任务，从较小的探索者级任务（如过境系外行星调查卫星）到寻求较低Delta V替代传统拉格朗日点，漂移和地球同步轨道的大型任务。
2013-08-07 astro-ph.EP
Cubesats in Low Earth Orbit: Perils and Countermeasures
在轨道上，我们发现恶劣的环境甚至能够损坏太空合格的组件。主要的威胁将在下面的几行中一一列出，并介绍对商业电子产品的一些影响。根据文献，最推荐的材料和对策也将在每个“材料和对策”段落中介绍。
2021-04-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Near-Earth Binaries and Triples: Origin and Evolution of Spin-Orbital Properties
在近地小行星群中，发现了具有相互轨道的双星和三星系统，这些轨道具有显著的偏心率和较大的半长轴。所有已知的具有偏心轨道的系统和所有广泛分离的主卫星对都具有快速旋转的卫星。在这里，我们研究的过程，可以阐明这些自旋轨道性质的起源。基于旋转裂变的双星形成模型可以在高偏心率和大范围分离的轨道上再现异步卫星，但与观测到的特性不匹配。我们探讨是否有任何进化机制可以链接的自旋和轨道参数预期裂变后的动力学今天观察到的。我们调查了四个过程：潮汐力矩，辐射扰动（BYORP），近距离行星相遇，和Kozai振荡。我们发现，裂变后的动力学和潮汐演化的组合可以解释几乎所有的自旋轨道性质的样本中的9个良好的特点近地双星和三重。其他机制可能起作用，但不需要解释观察到的数据。最后，我们描述了所观察到的自旋轨道状态，包括同步和圆形，异步和圆形，异步和偏心配置之间的演化途径。
2011-11-11 astro-ph.EP
High resolution Spectra of Earth-Like Planets Orbiting Red Giant Host Stars
在不久的将来，我们将拥有地面和空间望远镜，用于观测和确定类地行星的特征。虽然人们的注意力集中在围绕主序星运行的系外行星上，但已经发现了150多颗系外行星围绕红巨星运行，这就引出了一个有趣的问题：在红巨星的宜居带中运行的岩石世界是什么样的，以及如何描述它们。我们模拟反射和发射光谱的类地行星轨道的宜居带的红巨星主机与地面温度之间的5200和3900 K在地球等效距离，以及模型的行星光谱在其主机的整个演变。我们提出了一个高分辨率的光谱数据库的类地行星轨道在红巨星宜居带从可见光到红外线，以评估表征大气特征的可行性，包括生物特征的行星与即将到来的地面和空间为基础的望远镜，如极大望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜。
2020-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Microlensing planet detection via geosynchronous and low Earth orbit satellites
通过微透镜探测行星通常受到爱因斯坦时间尺度$t_E$中众所周知的简并性的限制，这使得透镜的质量和距离无法被明确确定。已经表明，地球同步轨道上的卫星可以通过微透镜视差测量提供大多数标准行星事件（$t_E \approx 20$天）的质量和距离。本文将分析扩展到较短的爱因斯坦时间尺度，$t_E \approx 1$天，当处理的情况下，质量透镜。然后，我们研究的能力，低地球轨道卫星在更短的时间尺度，$t_E \approx 0.1$天。采用Fisher矩阵分析来预测视差上的1- $σ$误差如何取决于$t_E$和微透镜事件的峰值放大率。结果表明，地球同步卫星可以探测到质量为1000亿的自由漂浮物的弛豫，发现质量很低的褐矮星周围的行星系。此外，低地球轨道卫星可能导致发现地球质量的自由漂浮行星。对这些结果的限制可能是对测光的严格要求、混合的影响以及在低轨道情况下地球的本影。
2015-11-16 astro-ph.EP
Using Mars co-orbitals to estimate the importance of rotation-induced YORP break-up events in Earth co-orbital space
地球和火星都有共轨小天体。大量的现今火星共轨道可能与火星Trojan 5261 Eureka（1990 MB）的母体在旋转引起的YORP分裂事件中的裂变有关。在这里，我们使用的Tisserand参数的统计分布和相对平均经度的偏心率低于0.2的火星共轨估计的重要性，旋转引起的Yarkovsky-O 'Keefe-Radzievskii-Paddack（YORP）分裂事件在火星共轨空间。机器学习技术（k-means++和凝聚层次聚类算法）应用于评估我们的研究结果。我们的统计分析确定了三个新的火星木马：2009 SE，2018 EC 4和2018 FC 4。其中两个，2018 EC 4和2018 FC 4，可能与尤里卡有关，但我们认为2009 SE可能已经被捕获，所以它与尤里卡无关。我们还认为，最近发现的2020 VT 1是一个短暂的马蹄型火星共轨道。当应用于地球的共同轨道候选人与偏心率低于0.2，我们的方法使我们确定一些集群，可能与裂变事件。拥有最多成员的星团可能与地球准卫星469219 Kamo`oalewa（2016 HO 3）有关，这是一个快速旋转的卫星。我们的统计分析确定了两个新的地球共轨：2020 PN 1，它遵循马蹄形路径，2020 PP 1，一个动态类似于Kamo 'oalewa的准卫星。对于火星和地球的共轨，我们发现了两个物体的Tisserand参数值相差很小，这可能暗…
2021-01-31 astro-ph.EP
Stream and sporadic meteoroids associated with Near Earth Objects
近地天体靠近地球轨道，因此从它们喷出的任何尘埃都可能被视为流星雨。轨道的演变很快，因此在某一时刻轨道的相似性不足以证明一种关系，在很长一段时间间隔内的轨道演变也必须是相似的。零星流星体不能与单一的母体相关联，它们只能被归类为彗星或小行星。然而，考虑一个参数的标准，许多零星的分类不正确，因此提出了两个参数的方法。
2014-02-07 astro-ph.EP
Habitability of Earth-type Planets and Moons in the Kepler-16 System
我们证明，可居住的地球质量的行星和卫星可以存在于开普勒-16系统，已知主机周围的恒星双星土星质量的行星，通过调查他们的轨道稳定性在标准和扩展的宜居带（HZ）。我们发现，类卫星（S型）轨道的地球质量的行星是可能的标准HZ直接附近的开普勒-16 b，从而构成可居住的系外卫星。然而，地球质量的行星不可能存在于标准HZ内围绕两个恒星组成部分的行星状（P型）轨道中。然而，P型地球质量的行星可以存在优于土星行星在扩展HZ有关相当增强回暖的行星大气，如果促进。我们简要地讨论了潜在的可探测性，这种可居住的地球质量的卫星和行星定位在卫星和行星轨道，分别。下P型轨道和上P型轨道的范围分别在0.657 ~ 0.71 AU和0.95 ~ 1.02 AU之间。
2012-02-22 astro-ph.EP
Lunar ejecta origin of near-Earth asteroid Kamo`oalewa is compatible with rare orbital pathways
针对近地小行星Kamo`oalewa源于月球的假设，通过数值模拟不同位置和速度的月球喷射粒子动力学演化，发现少数发射条件（尤其后缘半球略超逃逸速度）与该小行星轨道兼容。
2023-09-30 astro-ph.EP physics.space-ph
Determination of the Optimal Elliptical Trajectories Around the Earth and Moon
本文研究地月间穿梭机的周期轨道，通过考虑地球、月球和太阳引力影响，确定使推进需求及月球 $Δ\, v$ 需求最小化的轨道偏心率，显著降低燃料消耗。
2023-08-02 astro-ph.EP
Milankovitch Cycles for a Circumstellar Earth-analog within $α$ Centauri-like Binaries
在$α$ Centauri B的宜居带内运行的地球模拟轨道显示出其倾斜度或轴向倾斜度的巨大变化，这通过改变给定纬度的辐射通量来影响行星气候。我们研究了潜在的影响，通过米兰科维奇循环使用的能量平衡模式与冰盖的这些湿度变化的气候。与以前的研究类似，自旋轨道共振引起的最大幅度的磁共振变化在宜居带内引起雪球状态，而适度的变化可以允许持久的冰帽或冰带。全球冰分布的特定结果可能取决于行星轨道、行星度、自旋岁差、双星轨道以及哪颗恒星类似于地球轨道。相对于双星轨道倾斜的地球类似物可以周期性地通过几个全球冰分布状态过渡，并在冰盖和冰带重叠时冒着冰川失控的风险。在确定恒星双星中行星的潜在可居住性时，由于轨道和自旋动力学，必须更加小心。
2021-11-20 astro-ph.EP
Solar Radiation Pressure Resonances in Low Earth Orbits
这项工作的目的是突出与太阳辐射压力有关的轨道共振在低地球轨道上可能发挥的关键作用。我们回顾了相应的文献，并提供了一个分析工具来估计最大偏心率，可以实现良好的初始条件。然后，我们将简化模型与更全面的动力学模型所获得的结果进行比较。该分析具有重要的意义，不仅从理论角度来看，因为它表明过去低估了某些共振的作用，而且从实际角度来看，从寿命终了卫星被动离轨解决办法的角度来看也是如此。
2017-09-28 astro-ph.EP
Astro2020 Science White Paper: Toward Finding Earth 2.0: Masses and Orbits of Small Planets with Extreme Radial Velocity Precision
在发现地球大小的行星很常见之后，我们现在正在开始一段旅程，以确定类地行星是否也很常见。寻找类地行星是21世纪最引人注目的努力之一，它最终引导我们回答这个问题：我们是孤独的吗？为了实现这一前瞻性目标，我们必须确定行星的质量;行星的大小本身不足以确定其体积和大气成分。质量，加上半径，是对行星的整体组成和内部结构及其大气层组成的关键约束，包括寻找生物特征。精确的径向速度是为其他地球的光谱学提供基本质量和轨道信息的最可行的技术。开发高质量的精密径向速度仪器，再加上建造TMT和GMT等大型望远镜设施或Earthquake等天基平台，可以实现非常高的光谱分辨率观测，并在分钟时标上获得极其精确的径向速度，从而可以对径向速度抖动进行建模和消除。在接下来的十年里，系外行星天体物理学的遗产可以作为人类寻找下一个地球的探索的一部分而得到巩固--但前提是我们能够测量在类太阳恒星周围的宜居带轨道上的地球大小的行星的质量和轨道。
2019-03-13 astro-ph.EP
Highly stable evolution of Earth's future orbit despite chaotic behavior of the Solar System
由于太阳系的混沌性质，其动态长期稳定性的问题只能在统计意义上回答，例如基于附近轨道的数值系综积分。不稳定性，包括灾难性的遭遇和/或涉及地球的碰撞，被认为是通过水星离心率（eM）的大幅增加而引发的，估计概率约为1%。然而，最近的研究表明，数值太阳系积分的统计数据对数值算法的精度和类型很敏感。在这里，我报告了计算要求很高的系综积分（N=1,600，初始条件略有不同）的结果，这些结果是基于8颗行星和冥王星在5 Gyr以上的完整运动方程，包括广义相对论的贡献，以前所未有的精度进行的。标准辛算法在高偏心轨道和近距离相遇时产生虚假结果，因此将其与专门为这些情况设计的适当Bulirsch-Stoer算法相结合。目前的研究产生了水星偏心率大幅增加的可能性，比以前的估计要小。引人注目的是，在两种情况下，水星在与金星或太阳相撞之前，继续在高偏心率轨道上运行（在达到eM值>0.93之后）8千万到1亿年。最重要的是，1,600个解决方案中没有一个导致未来与地球近距离接触或地球轨道不稳定。我的结论是，尽管太阳系的行为混乱，但地球的轨道在数十亿年的时间里是动态高度稳定的。
2015-08-19 astro-ph.EP
Analytic frozen orbits under the zonal harmonics perturbation from an Earth-like planet
这项工作的重点是提供封闭形式的解析表达式来定义冻结轨道的影响下的纬向谐波的类地行星。特别地，在这项工作中考虑了来自项J2、J3、J4、J5、J6和J7的微扰效应。这是使用幂级数展开的小参数，允许不仅提供一个近似的解决方案，系统，但也确定的分析表达式，定义初始密切条件，产生冻结轨道。因此，所提出的方法允许通过纯分析方法研究接近临界倾角的冻结轨道的分叉。此外，推导了轨道根数的长期变化以及从密切根数到平均根数的转换。还提供了应用实例，以显示本文件中所包括的结果的错误性能。
2022-12-22 astro-ph.EP
A planet or primordial black hole in the outer region of the Solar system and the dust flow near Earth orbit
本文研究了太阳系外缘可能存在的被捕获行星或原初黑洞对尘埃粒子的引力散射作用，发现该过程可将尘埃转移至地球轨道，其计算流量与观测值相符，从而对天体参数和奥尔特云尘埃总量提出了联合限制。
2023-12-10 astro-ph.EP
Detecting the spin-orbit misalignment of the super-Earth 55 Cnc e
我们提出了时间分辨光谱的超地球55 Cnc e使用HARPS-N观测凌日。我们设计了一个经验校正的“颜色效应”影响径向速度残差从开普勒拟合，显着改善其分散相对于HARPS-N管道标准数据减少。使用我们的校正，我们能够检测到迄今为止系外行星最小的罗西特-麦克劳克林异常幅度（~60厘米/秒）。超级地球55 Cnc e也是罗西特-麦克劳克林异常探测到的最小的系外行星。我们测量了天空投影的折射率λ = 72.4（+12.7 -11.5度），这表明行星轨道与恒星赤道相比是倾斜的，高度失调，接近极地。整个巨蟹座55系统可能因为一颗伴星的存在而高度倾斜。
2014-06-26 astro-ph.EP
Modeling Orbital Decay of Low-Earth Orbit Satellites due to Atmospheric Drag: A Simplified Analytical Approach
本研究针对大气阻力导致的低轨卫星轨道衰减问题，提出纳入大气密度变化和卫星参数的简化解析模型，探究多因素对衰减时间的影响并与NASA模型等对比，明确了大气密度与太阳活动在寿命预测中的重要性。
2025-09-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Synergy of Direct Imaging and Astrometry for Orbit Determination of exo-Earths
系外行星搜索的圣杯是系外地球，一个地球质量的行星，位于附近恒星周围的宜居带。质量是行星最重要的参数，只能通过观察恒星围绕行星-恒星质心的运动来测量。然而，一颗行星的单一图像并不能证明这颗行星的质量与地球相当，也不能证明它处于宜居带轨道上。然而，行星的轨道可以通过在多个时期拍摄行星的图像来测量，或者通过基于空间的天体测量在多个时期测量恒星的位置来测量。通过直接成像测量系外行星的轨道是复杂的，有许多因素：（1）内工作角（IWA）;（2）取决于轨道相位的行星的视亮度;（3）多个行星的存在引起的混乱;和（4）行星-恒星的对比度。在本文中，我们解决了这个问题：“可以识别哪些恒星具有类地行星的先前天体测量任务是否可以显着提高对系外地球进行成像的任务的科学产量？“我们发现，掩星臭氧观测站（一个小型的外部掩星任务，不能测量光谱）可以确认约4到5倍的系外地球的轨道，如果一个天体测量任务在它之前，以确定哪些恒星有这样的行星。我们发现，在一个内部日冕的情况下，最近的~60颗恒星的调查可以做一个望远镜的一半大小，如果一个天体测量任务已经首先确定了存在的类地行星在宜居带，并测量其轨道参数。
2010-06-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gravity-Assist as a Solution to Save Earth from Global Warming
全球变暖是人类文明面临的问题之一，脱碳政策是解决这一问题的主要途径。在这项工作中，我们提出了利用小行星的引力辅助来增加地球到太阳的轨道距离。我们可以操纵小行星的轨道在小行星带通过太阳能航行和推进发动机，引导它们向火星轨道和引力散射可以把小行星在一个有利的方向，提供能量损失从地球散射。其结果将是增加地球的轨道距离，从而降低地球的温度。我们计算每个散射的地球轨道距离的增加，并调查执行这个项目的可行性。
2022-02-10 astro-ph.EP physics.pop-ph physics.space-ph
Rosetta Earth Flyby Anomaly Revisited: Assessing Physical Contributions through Orbital Dynamics Analysis
ESA/ESOC（欧洲空间局/欧洲空间任务控制中心）
本研究通过ESOC新定轨系统复现罗塞塔号2005年地球飞越异常，排除星历、引力场等传统因素，提出反照率照明触发航天器表面放气导致人为速度增加的解释，并经姿态分析验证。
2026-09-22 astro-ph.EP
Physical and dynamical properties of selected Earth co-orbital asteroids
我们提出了我们的调查的物理和动力学特性的选定地球共轨小行星。对四颗共轨小行星（138175）2000 EE 104的光度学光学光变曲线、自转周期和极解进行了研究（P=13.9476+/-0.0051小时），（418849）2008 WM 64（P=2.4077+/-0.0001小时）、2016 CA 138（P=5.3137+/-0.0016小时）和2017 SL 16（P=0.3188+/-0.0053小时）的细胞因子水平被确定或改进并呈现在本工作中。对于这项调查，我们结合了在保加利亚国家天文台进行的观测-罗真使用的FoReRo 2仪器连接到2 mRCC望远镜以及稀疏的数据从AstDys 2数据库。与旋转性质平行，我们进行了数值动力学模拟，以研究这些物体的轨道稳定性，并找出是否与它们的旋转性质有关。结果表明，轨道稳定性受轨道本身的影响，主要是轨道偏心率和轨道倾角的影响，这两个因素是造成与其他太阳系行星近距离碰撞的主要原因。我们不能对轨道稳定性和小行星旋转状态之间的关系做出明确的结论，因此我们需要进一步的调查和观测来证明或反驳它。
2023-01-09 astro-ph.EP
Evolution of Cometary Dust Particles to the Orbit of the Earth: Particle Size, Shape, and Mutual Collisions
在这项研究中，我们数值研究了彗星尘埃粒子的轨道演化，特别考虑了初始尺寸频率分布（SFD）和不同的演化轨迹，根据初始轨道和颗粒形状。我们发现，与行星（主要是木星）的近距离接触是决定尘埃粒子轨道演化的主要因素。因此，彗星尘埃粒子的寿命（约25万年）比坡印廷-罗伯逊寿命短，只有一小部分大彗星尘埃粒子可以转移到a值较小的轨道上。例外的是来自2 P/Encke的尘埃颗粒，以及可能与木星几乎没有相互作用的活跃小行星。我们还发现，尘埃的形状，质量密度和SFD的影响并不关键的总质量供应率的行星际尘埃粒子（IDP）云复杂时，这些数量被限制在观测黄道光的亮度和SFD周围的地球轨道。当我们将在地球平流层中发现的蓬松聚集体和67 P/Churyumov-Gerasimenko的彗发合并在初始喷射中时，在彗星（67 P和81 P/Wild 2）的彗发处测量的初始SFD可以产生在地球轨道周围观察到的SFD。考虑到上述影响，我们首次通过数值模拟直接导出了IDP云内尘埃粒子之间相互碰撞的概率，并得出了相互碰撞大多是可预测的结论。
2018-01-29 astro-ph.EP
Design of optimal low-thrust manoeuvres for remote sensing multi-satellite formation flying in low Earth orbit
提出了一种低轨道环境下多卫星编队飞行的最优机动设计策略，旨在为任务操作设计提供工具。所提出的编队飞行机动方法预见了一个连续的小推力控制剖面，以使操作阶段。设计是从相对轨道要素中描述的动态表示法开始的，包括主要的轨道摄动效应。它还利用了一个接口与经典的径向-横向-正常的描述，包括最大delta-v的限制和安全条件的要求。该方法适用于遥感任务研究，编队飞行L波段孔径合成，陆地和海洋应用，如潜在的高分辨率土壤水分和海洋盐度（SMOS）后续任务，作为欧洲航天局任务概念研究的一部分。此外，结果适用于广泛的低地球轨道任务，利用分布式系统，特别是编队飞行L波段孔径合成（FFLAS）作为SMOS的后续概念。
2022-02-08 astro-ph.EP astro-ph.IM math.DS
From order to chaos in Earth satellite orbits
我们考虑地球卫星轨道的半长轴范围内的地球扁率和日月引力的扰动效应是可比的顺序。这一范围涵盖全球导航卫星系统的中地球轨道和通信卫星的地球同步轨道。我们还记得一个长期的和四极模型，基于米兰科维奇矢量制定的微扰理论，它管理的长期轨道演化的主要引力相互作用。我们研究的全局动力学的两个半度的自由度的哈密顿系统的快速李雅普诺夫指标（FLI），在统计意义上使用。具体来说，我们的动作空间的角度平均归一化FLI地图的混沌度的特征，从而克服了传统的稳定性地图的角度依赖性。重点放在长期共振附近的相空间结构上，这对空间碎片界来说是头等重要的。我们确认和量化的过渡，从秩序到混乱的MEO，源于临界倾角，并发现，高度倾斜的GEO轨道是特别不稳定的。尽管它们被认为是正常的，但地球卫星轨道可以拥有非常丰富的动力学行为谱，并且从数学的角度来看，具有所有的复杂性，使它们成为测试混沌理论现代工具的非常有趣的候选者。
2016-10-13 astro-ph.EP nlin.CD
A simple and effective parametrisation for Earth-impacting orbits
这项工作提出了一个新的参数化适合的参数空间研究的日心地球撞击轨道。最初的动机的问题，潜在的危险小行星（PHAs）和减轻这样的风险，我们表明，所有可能的影响椭圆轨道的同时分析，大大方便了使用的参数化，只涉及真正的异常在影响，偏心率和倾角。虽然新的参数化是从一个明确的行星防御的角度来看，它是一般性的，足以在类似的研究是有用的。
2017-12-22 astro-ph.EP math.OC physics.space-ph
Photosynthetic Potential of Planets in 3:2 Spin Orbit Resonances
光合作用生命需要足够的光合有效辐射（PAR）代谢。在地球上，植物的行为、生理和新陈代谢是由内源性生物昼夜节律钟围绕昼夜循环塑造的。地球-太阳轨道动力学影响了生命的演化，这种动力学产生了入射到行星表面的光环境。本文研究了一颗类地行星（ELP）在3：2自旋轨道共振中的特殊光环境。除了地球上常见的纬度和深度（水生生物）差异外，ELP上的光环境也有纵向差异。这样一颗行星上的光环境可能与地球上的光合生物相容，尽管大气冻结和长时间黑暗的威胁将带来重大挑战。我们强调的关系，生命的进化与其轨道动力学的行星机构。
2014-02-20 astro-ph.EP
Orbital Stability of Earth Trojans
地球木马2010 TK $_7$的唯一发现和随后的OSIRIS-REx的发射促使我们研究地球三角拉格朗日点$L_4$和$L_5$周围的稳定性。本文给出了$(a_0,i_0)$平面上详细的动力学映射，并用谱数（SN）表示其稳定性。两个主要的稳定区域，分离的混沌区域所产生的$ν_3$和$ν_4$长期共振，被发现在低（$i_0\leq 15^\circ$）和中等（$24^\circ\leq {i_0}\leq 37^\circ$）倾角分别。最稳定的轨道位于$i_0=10^\circ$之下，它们可以在太阳系的年龄中存活下来。节点长期共振$ν_{13}$可以根据初始值改变$0^\circ$到$\sim 10^\circ$的倾角，而$ν_{14}$可以将倾角抽升到$\sim 20^\circ$和更高。动力学图中的精细结构与更高程度的长期共振有关，其中不同类型的长期共振主导不同的区域。蝌蚪和马蹄轨道的动力学行为，反映在他们的长期岁差，显示出很大的差异，在频率空间。蝌蚪轨道的长期共振对内行星的频率漂移更敏感，因此不稳定性可能会扫过相空间，导致蝌蚪轨道的清除。我们更有可能在马蹄形轨道上找到地球伴侣。雅科夫斯基效应可以在不同程度上破坏地球特洛伊人的稳定。我们数值计算得到的公式描述的稳定性的影响Yarkovsky效应，并发现之间的不对称性的反时针和逆行旋转地球特洛伊。基本上排除了存在小型原始地球特洛伊木…
2018-12-04 astro-ph.EP
Asteroid impacts on terrestrial planets: The effects of super-Earths and the role of the $ν_6$ resonance
通过对一个具有小行星带的行星系的N体模拟，我们研究了小行星撞击地球的速率如何受到行星系结构的影响。我们发现，$ν_6$长期共振在小行星与地球碰撞率中起着重要的作用。与系外行星系统相比，太阳系的特殊之处在于它的内太阳系中没有一颗超地球质量的行星。因此，我们首先考虑超级地球存在于类地行星区域的影响。我们发现，对于质量约为$10\,\rm M_\oplus$、距离大于约$0.7\,\rm AU$的超级地球，会产生显著的影响。对于一个位于地球轨道内部的超级地球，与地球相撞的小行星数量会增加，超级地球越接近地球轨道。这是多个长期共振位置导致更多的小行星被扰动到穿越地球的轨道上的结果。当超级地球被放置在地球轨道之外时，碰撞率大大降低，因为$ν_6$共振不再存在于小行星带区域。我们还发现，改变土星的半长轴导致小行星碰撞率显着降低，而增加其质量增加碰撞率。这些结果可能对系外行星系统的可居住性有影响。
2017-09-18 astro-ph.EP
Capturing Near Earth Objects
近年来，近地天体（NEO）引起了人们的极大关注，迄今为止已发现了数千个NEO。本文利用精确的太阳系模型和太阳-地球-近地天体三体系统框架，研究近地天体接近地球时的轨道动力学，以寻找低能轨道近地天体。这类近地天体有可能被地球暂时捕获;其轨道将因此改变，在其速度略有增加后将成为绕地球轨道运行的物体。从太阳-地球-近地天体限制性三体系统的角度来看，雅可比常数略低于C1但高于C3的近地天体有可能被地球暂时捕获。当这类近地天体接近地球时，可以改变其轨道能量，使L1点的三体系统零速面闭合，使其成为地球的小卫星。发现了一些这样的近地天体;最好的例子只需要速度增加410米/秒。
2011-08-24 astro-ph.EP physics.space-ph
The orbit of 2010 TK7. Possible regions of stability for other Earth Trojan asteroids
最近，第一个地球特洛伊木马已经被观察到（Mainzer等人，ApJ 731），并发现其位于靠近拉格朗日点L4的有趣轨道上（Connors等人，Nature 475）。因此，在本研究中，我们对其轨道的稳定性进行了详细的调查，并进一步扩展研究，以了解找到更多地球特洛伊人的概率。我们的结果来自使用不同的方法：a）我们推导出一个解析映射的空间椭圆型限制性三体问题，以找到相空间结构的动力学问题。我们探讨的稳定性的小行星的相空间几何的背景下，包括我们的太阳系的其他行星的间接影响。b）我们使用精确的数值方法在不同的动力学模型中对轨道进行时间上的向前和向后积分。基于一组400克隆轨道，我们得出捕获和逃逸的地球特洛伊小行星2010 TK 7的概率。c）为此，我们对地球拉格朗日点的稳定区域进行了广泛的数值研究。我们提出了一个详细的参数研究在政权的可能稳定的蝌蚪和马蹄铁轨道的额外的地球特洛伊，即相对于半长轴和倾角的数以千计的虚构特洛伊。所有这三种方法都强调，地球特洛伊小行星2010 TK 7发现自己处于稳定区边缘的不稳定区域;在这种稳定区域可能会发现更多的地球特洛伊小行星。
2012-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR nlin.CD
Why do Earth satellites stay up?
低地球轨道上的卫星必须精确地保持其轨道偏心率，因为近地点仅减少5-10%就会导致它们坠毁。然而，这些卫星受到来自地球多极矩、月球和太阳的引力摄动，这些引力摄动不是球对称的，因此不守恒角动量，特别是在典型卫星的数万个轨道上。为什么卫星不会坠毁？我们描述了一个基于矢量的分析卫星轨道的长期行为，并将其应用到几个玩具系统包含一个单一的非开普勒扰动潜力。如果只存在来自地球赤道隆起的四极势，所有的近圆轨道都是稳定的。如果只存在八极势，所有这样的轨道都是不稳定的。如果只存在月球或太阳势，所有与黄道倾角超过39度的近圆轨道都是不稳定的。我们描述的行为的卫星同时存在的所有这些扰动，并表明，几乎所有的低地球轨道是稳定的，因为一个偶然的属性占主导地位的四极电位。我们还将这些结果与Lidov-Kozai振荡现象联系起来。
2013-09-20 astro-ph.EP physics.class-ph physics.ed-ph
Monte Carlo Simulation of CRAND Protons Trapped at Low Earth Orbits
宇宙线反照率中子衰变（CRAND）被认为是形成内部质子辐射带的主要机制-至少对于相对较高能量的粒子而言。我们实现这个机制的蒙特卡罗模拟程序来计算被困质子辐射在低地球轨道上，通过事件的相互作用的宇宙射线粒子在地球大气层和他们的运输在磁层。我们考虑产生的质子从随后衰变的次级中子从宇宙射线在大气中的相互作用和他们的运输（和/或捕获）在地磁场。我们解决了这种类型的计算的计算挑战，并开发了一个优化的算法，以尽量减少计算时间。我们认为一个完整的3D描述地球的大气和磁场配置使用最新的可用模型。考虑到绝热不变量和其他参数，我们给出了低地球轨道上俘获质子的空间和相空间分布。我们比较了模拟结果与PAMELA实验在低地球轨道上的捕获质子通量测量，并解释了测量观察到的某些功能。
2021-12-16 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.space-ph
The space environment particle density in Low Earth Orbit based on two decades of in-situ observation
本研究基于DEBIE-1探测器超过20年的在轨实地观测数据，提供了迄今最长的连续测量数据集，为探测空间环境变化事件和校准长期演化模型提供了首个独立来源。
2024-09-20 astro-ph.EP stat.AP
Peculiar orbital characteristics of Earth quasi-satellite 469219 Kamo`oalewa: implications for the Yarkovsky detection and orbital uncertainty propagation
本研究探测到地球准卫星Kamo`oalewa的雅可夫斯基效应，并揭示其轨道不确定性在准卫星共振下呈稳定增长，为天问二号任务提供轨道精度保障。
2023-08-31 astro-ph.EP physics.space-ph
Target selection for Near-Earth Asteroids in-orbit sample collection missions
这项工作提出了为近地小行星采样和探索飞行任务进行在轨粒子收集的飞行任务概念。喷出物是通过一个小型动力撞击器产生的，并对两种可能的收集策略进行了研究：沿反太阳方向收集粒子，利用L $_2$拉格朗日点的动力学特征，或在航天器绕小行星运行时和在它们重新撞击到小行星表面之前收集它们。结合动力学的粒子在圆形限制三体问题扰动太阳辐射压力与模型的喷出物生成，我们确定可能的目标小行星作为其物理特性的函数，通过评估潜在的粒子收集。
2022-12-16 astro-ph.EP cs.CE cs.NA
Families of Transfers from circular low Earth orbit to Distant Prograde Orbit around the Moon
针对近地圆轨道到月球远距顺行轨道转移解空间研究不足的问题，本文结合网格搜索、反向传播、预测-校正延拓等方法识别出12个转移轨道族，分析了其特性与适用场景，并对比了动力学模型选择的影响。
2025-08-03 astro-ph.EP math.OC
Investigation of lunar ejecta dynamics: Particles reaching the near-Earth space and their effect on Earth-based observation
本文研究月球表面超高速撞击溅射粒子中到达地球的撞击体，分析其轨道根数分布及到达时间特征，并评估其对不同地基观测台站观测的影响。
2025-07-20 astro-ph.EP physics.space-ph
The misaligned orbit of the Earth-sized planet Kepler-408b
开普勒-408是33颗拥有行星的{ \it开普勒}恒星之一，这些恒星的星震学被用来研究恒星自转轴相对于行星轨道平面的方向。凌日的“热地球”开普勒-408 b的轨道周期为2.5天，半径为$0.86$ ~ $R_\oplus$，这使得它比使用罗西特-麦克劳克林效应研究自旋轨道对齐的行星小得多。由于冲突的asteroseismic结果已在文献中报道，我们进行了彻底的重新评估，这个系统，并进行了多次检查的一致性和鲁棒性。我们发现，相互矛盾的结果是由于不同的模型的低频噪声的功率谱。对背景噪声的仔细处理解决了这些矛盾，并表明恒星倾角为$\is=42^{+5}_{-4}$度。开普勒-408b是迄今为止已知的轨道严重偏离的最小行星。
2019-02-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Need for a Near-Earth Object Characterization Constellation in Low-Earth Orbit
2005年，美国国会通过了一项法案，规定到2020年对90%的140米及以上近地天体进行探测、跟踪、编目和定性。在截止日期时，$\sim$有35%被检测、跟踪和编目，但只有一小部分被定性。按照目前的速度，完成探测任务需要40年时间，而专门用于近地天体定性的全球设施不足以接近定性阈值。主要的勘测主要侧重于探测和确定初始轨道，必须对这些工作加以改进，以便充分跟踪和编目。表征需要跨越多个波长，节奏和仪器的观测，因此观测者及时获取行星防御所需的数据是具有挑战性的。即将进行的两次调查将很容易达到90%的检测阈值，但每次调查都需要单独的设施进行倾斜和排队，以完善轨道并描述新发现的特征，并且它们将提供太多的发现，地面和天基资产无法跟上。在这里，我主张建立一个由携带可见光和红外传感器的小型卫星组成的星座，这些卫星将提供所需的覆盖范围和灵活性，以便及时跟踪当前和即将进行的调查的检测结果。这样一个星座将使美国宇航局能够超越以探测为重点的投资，并完全满足2005年国会的授权。
2023-01-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Comparison of Trapped Particle Models in Low Earth Orbit
众所周知，空间辐射对固态高能传感器构成严重问题。因此，辐射模型在对探测器的辐射损害、工作周期、性能和寿命进行预防性评估方面发挥着关键作用。在HERMES-SP任务的背景下，我们提出了我们的调查AE 8/AP 8和AE 9/AP 9规范的近地俘获辐射环境。我们考虑不同的圆形低地球轨道。捕获的粒子通量，从该辐射区域的地图计算，估计占空比在不同的通量阈值。结果也与发表的结果进行了比较，在原位测量。
2021-01-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Dynamics of spherical space debris of different sizes falling to Earth
大于1厘米的空间碎片可损坏空间仪器并撞击地球。低地球轨道（高度小于2，000公里）和地球静止轨道附近的轨道（高度为35，786公里）尤其受到威胁，因为大多数卫星都在这些纬度上运行。以目前的技术，无法追踪小于10厘米的空间碎片。较小的太空碎片在大气层中燃烧并蒸发，但较大的碎片会落到地球表面。出于实际原因，了解重返大气层和落向地球的空间碎片的质量、组成、形状、速度、运动方向和撞击时间是很重要的。由于测量这些物理参数非常困难，因此对它们几乎一无所知。为了部分填补这一空白，我们进行了计算机模拟，研究了球形再入粒子由于空气阻力而落向地球的天体力学，确定了撞击的时间、速度和角度与发射高度、方向、速度和球形再入粒子的大小的函数关系。我们的结果也可以用于半球形流星体颗粒的行星际尘埃进入地球大气层。
2020-06-01 astro-ph.EP physics.ao-ph
