【期刊】《力学与实践》刊发“航天动力学与控制”专题

笔者写下这段文字的时候，适逢神舟十五号载人飞船将3名航天员送入空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”，中国空间站建造任务顺利完成。实现这一历史性成就的一个关键支撑技术是航天器交会对接技术，该技术的突破是近年来我国航天动力学与控制研究紧扣国家重大需求，实现飞速发展进步的一个缩影。为展示我国航天动力学与控制领域的最新成果和发展态势，特组织“航天动力学与控制”专题，共包括8篇研究论文，涉及月球探测、小天体探测、巨型星座控制、碎片碰撞风险分析、高超声速飞行等方向。

地月L2点和月球极区成为新一轮月球探测重点关注的区域。部署在地月L2平动点Halo轨道的中继星“鹊桥”，是嫦娥四号实施世界首次月背着陆的重大技术创新，其运行已超过4年。北京航天飞行控制中心马传令等结合任务实施，针对角动量卸载对轨道构型的扰动问题，设计了中继星角动量管理策略，该方法通过对角动量变化率建模，结合短期遥测数据，提出了一种基于微分修正的角动量变化预估方法，工程应用表明了角动量变化预估方法及月昼、月夜不同情况下管理策略的有效性。月球极区的探测价值和探测难度都超过了月球低纬度区域，中国航天员科研训练中心彭祺擘等针对未来月球极区探测，提出了适用于载人飞行的轨道方案，并开展了地月往返转移轨道设计，得到了飞行器到达月球轨道的可达域以及月地返回的出发域，并依此分析了月地转移窗口和月面停留时间对飞行器的能力需求，对我国未来载人登月任务设计具有较重要参考价值。

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李皓皓, 马传令, 张尧等. 嫦娥四号中继星角动量管理策略设计及应用. 力学与实践, 2022, 44(6): 1243-1251 

彭祺擘, 周晚萌, 高永飞等. 载人月球极区探测轨道方案设计及能力需求分析. 力学与实践, 2022, 44(6): 1252-1260 

表面接触碰撞是小行星探测的关键问题。针对探测器着陆时与表面风化层的低速碰撞问题，北京理工大学曾祥远等将地面力学理论应用于小天体弱引力场风化层地形描述，利用一种模拟探测器与可变形风化层表面接触的数值仿真方法，研究了质量10 kg的立方体探测器棱长对风化层接触过程的影响，获得了若干有价值的结论。

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李姿雯, 曾祥远. 着陆探测器低速碰撞小天体风化层的动力学分析. 力学与实践, 2022, 44(6): 1261-1267 

太空中的人造目标数量持续加速增长，地球轨道空间已变得愈发拥挤，在轨卫星运行中面临的碰撞风险日益升高，特别是SpaceX公司的星链星座建设加剧了这一趋势。西安卫星测控中心沈红新等基于在轨星链卫星的精密星历，分析研判了其工作轨道维持段的站位保持策略和卫星自动碰撞规避策略，为研究星链控制策略及其运行规律，从而支撑在轨卫星碰撞风险评估提供了有价值的参考。该中心的孙振江等结合工程实践给出了碰撞风险评估的综合距离指标，通过大量仿真计算获得了不同轨道区域中卫星的碰撞风险等级和几个碰撞风险显著偏高的典型区域，并从空间碎片环境安全角度提出了卫星轨道部署建议。航天器轨道机动可达域是空间态势的有效表征方法，对空间目标机动监测、威胁评估和碰撞预警等有重要意义。不同于当前可达域的研究多针对惯性系下绝对可达域，国防科技大学杨震等提出了一种地固系下航天器单脉冲轨道机动可达域的求解方法，通过建立地固系下可达域求解模型，将可达域求解问题转化为极值求解问题，实现了对地固系下可达域包络的有效求解，为完善航天器在复杂太空环境中的态势分析手段提供了有益补充。

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张大鹏, 沈红新. 基于精密星历的星链轨道特性研究. 力学与实践, 2022, 44(6): 1268-1278 

段玉瑞, 孙振江, 王建伟等. 地球轨道空间碰撞风险区域态势分析. 力学与实践, 2022, 44(6): 1279-1285 

张赛, 杨震, 罗亚中. 地固系下航天器单脉冲轨道机动可达域求解算法. 力学与实践, 2022, 44(6): 1286-1296 

高超声速飞行器具有极高的飞行速度和大跨度的飞行空域，其动力学与控制非常具有挑战，是近年来得到较多关注的问题。中国空气动力研究与发展中心雍恩米等建立了一种助推–滑翔飞行器的全程运动模型，在给定发射点参数和弹道控制变量的条件下，基于全程运动模型可获得全程弹道及滑翔段机动覆盖范围，用于支撑助推–滑翔全程弹道设计优化和推滑翔飞行器的全程机动能力快速评估。为提升高超声速飞行器的射程和飞行性能，中山大学王剑颖等针对一种气动力与火箭发动机推力混合控制问题，发展了分段高斯伪谱法，用以优化最大射程的飞行轨迹，分析研究了火箭发动机在有限燃料、适当启动条件下单次和多次启动对飞行轨迹的影响。

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雍恩米, 赵暾, 崔文等. 一种助推–滑翔飞行器全程运动模型. 力学与实践, 2022, 44(6): 1297-1302 

罗云皓, 徐聪, 赵爱红等. 一种火箭动力助飞高超声速飞行器轨迹优化设计方法. 力学与实践, 2022, 44(6): 1303-1312 

航天工程实践所涉及的动力学与控制问题繁多，研究成果也很丰富，也正因为如此，本专题不可能将所有重要的航天动力学与控制问题一一涵盖，例如轨道博弈、集群卫星控制等，难免有遗珠之憾。而且，在国家战略新需求的牵引下，航天动力学与控制问题也是不断创新演进的。

2022年7月，问天实验舱与天和核心舱交会对接成功，央视报道了载人航天工程交会对接控制团队的故事，回顾了团队二十多年自主攻关、不断实现技术突破的奋斗历程，故事以团队负责人解永春研究员展示林来兴先生的《空间交会对接技术》为结尾，该书出版于20世纪90年代，是根据国外交会对接经验编著的，并展望了交会对接技术的未来：航天员不参与的自主交会对接方式。今天，新一代中国航天人已经实现了这一目标！诚如解永春老师所言：未来已来，中国航天人将继续攀登新的高地！期待着中国人的月球漫步早日到来！

谨以此专题向中国空间站建造完成表示祝贺，向所有为此工程做出贡献的航天动力学与控制领域专家学者表达敬意。太空探索永无止境，让我们继续加快创新步伐，为建设航天强国贡献力量。

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