A stratospheric chemical reaction controlling climatic change

It has been established from geological studies that change in the atmospheric content of carbon dioxide gas commenced about one hundred million years ago. The likely origin of this change is advanced as being the onset of the Brewer circulation caused by the rise in terrain induced by tectonic plate movement. It is demonstrated that tectonic plate movement can be affected by impacts from external bodies which penetrate the crust of the Earth. The consequences of the change in atmospheric concentration of carbon dioxide are proposed as first, extinctions and reductions in animal numbers, including primates, as a result of changes in body chemistry of these animals and second, a change in the rate of weathering of rocks giving rise to changes in the availability of chemicals such as calcium and potassium which are essential for plant and animal life. This latter change contributing to the extinctions and reductions in animal numbers. It is shown that the change in weathering can account for the rise to dominance of angiosperm plants. It is concluded that there were several simultaneous evolutionary environments on Earth which were a function of altitude which gave rise to a vertical variation in atmospheric content of carbon dioxide. This variation disappeared with rise of terrain and the onset of the Brewer circulation. Such changes are advanced and being much more important than any changes in temperature caused by greenhouse effects since the disappearance of atmospheric variations in carbon dioxide allowed animal migration. It is demonstrated that the conditions of extinction could be reintroduced by human activities.     

REVIEW ON OPTIMIZATION OF ASTEROID CAPTURE ORBITS

小行星捕获对研究行星起源、地球生命来源、防御小行星撞击地球和开采行星矿产资源具有重要的意义。由于现有的推进器能力不足,小行星捕获任务中优化小行星捕获所需要的速度增量是任务成败的关键。本文分别从利用引力辅助轨道优化、连续小推力轨迹优化、小行星捕获任务轨道优化设计及小行星临时捕获等4 个方向介绍小行星捕获轨道优化方面国内外研究进展及现状。基于对上述研究现状的分析,尝试展望小行星捕获轨道优化研究的未来发展趋势。     

Flight dynamics over irregular asteroids

小行星探测是当前深空探测的主要方向之一,具有重要的科学意义.绝大多数小行星引力场极不规则,探测器在小行星附近运动形态复杂多样.由于同时受到中心引力、快速自旋的不规则形状摄动力、以及光压摄动等作用,探测器容易与小行星发生碰撞或逃逸.概述小行星研究现状和不规则引力场建模方法.重点介绍不规则引力场内动力学特性,包括引力平衡点、局部流形、自然周期轨道和悬停探测轨道等,尝试提出新的研究方向.     

小行星的奇特动力学1）

小行星数以百万计,有着千奇百怪的外形.无论是小行星自身长期演化、还是它们附近的绕飞物体,都有着奇特的动力学现象.介绍小行星研究现状和发展趋势,阐明影响小行星姿态轨道长期演化的重要作用--雅科夫斯基效应和YORP效应.概述小行星不规则引力场描述方法与其中复杂的周期轨道,尝试提炼其中的科学问题和研究方向.     

Diffusion Characters of the Orbits in the Asteroid Motion

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｓｒｅｃｅｎｔｌｙｐａｉｄｔｏｔｈｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｏｒｃｈａｏｔｉｃｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｎｄｙｎａｍｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｓｏｍｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｇａｉｎｅｄ[1].Ｉｎｃｅｌｅｓｔｉａｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ,ｗｈｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｓｔｅｒｏｉｄｂｅｌｔ,ｔｈｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｄｙｎａｍ…     

THE MEAN MOTION RESONANCE OF THE KUIPER BELT OBJECTS

研究柯伊伯带小行星对理解太阳系的起源和演化有着重要的意义。由于距离海王星较近,柯伊伯带小行星受其影响较大。这其中,又以共振小行星和离散小行星两族受影响最为明显。本文主要讨论了这两族小行星与海王星的共振现象。共振小行星处在共振轨道中,可以避免与海王星的近距离接触,轨道相对稳定,可以长时间保持。离散小行星的演化过程是共振黏滞与引力离散共同作用的结果。本文除了综述共振小行星和离散小行星的研究进展,还进一步分析了相应共振比下共振在大偏心率时的宽度,解释了离散小行星在离散盘大量分布的原因。     

HOVERING ORBITS DESIGN FOR PERTURBED ASTEROIDS WITH PARAMETRIC EXCITATION RESONANCE 1)

本文将太阳引力摄动视为受摄不规则小行星系统的组成部分,借鉴非线性振动理论中参数激励共振的概念,创新性地设计了不规则小行星平衡点附近稳定的悬停观测轨道.为了同时考虑不规则小行星引力和太阳引力, 本文采用受摄粒杆模型描述系统.通过对未扰系统平衡点以及固有频率的分析, 给出系统存在参激共振轨道的条件.再以第二类参激主共振和1:3内共振为例,采用多尺度方法求得参数激励共振轨道的稳态解, 并对稳态解的稳定性进行判断.通过受摄小行星系统的幅频响应曲线以及力频响应曲线分析了系统的非线性特性以及参数激励效应.此外, 对内共振引起的长短周期能量转移现象进行了分析.本文的研究成果可以拓展现有小行星系统周期轨道族设计方法.     

小行星运行中的轨道扩散性质

在详细讨论了一个辛映射的过程中,我们注意到轨道在相空间不同区域有着不同的扩散规律,在充分发展的混沌区,残徐的轨道数目随时间按指律衰减,在混合区域,则是代数律,在相空间中特定的区域,扩散还可以用对数律描述,在一个稳定的岛屿附近,逃逸时间的对数随着离开岛的距离的增大而线性下降,而当逼近岛的时间,逃逸时间极迅速地上升,与不变曲线的超指数稳定性一致,利用此映射研究小行星运行时,它的不动点及其稳定性可解释小行星的分布,此外,本文还讨论了在4：3,3;2和2：1共振处小行星轨道的扩散速率。     

Phase space transport in a map of asteroid motion

IntroductionIt is well known that a complex phase space of a Hamiltonian system containing largemeasures of both regular and chaotic orbits is often partitioned by such partial obstructionas canton or Arnold web, ac.hich although not serving as absolute barriers, can significantlyimpede the motion of a chaotic orbit through a connected phase space region. This "stickiness"effect makes the phase space transport complicated. In fact, the chaotic transport or diffusionphenomenon can be met in ma…     

ARCJET ABLATION EXPERIMENT TO SIMULATE THE CHELYABINSK ASTEROID ENTRY 1)

烧蚀是小行星极高速进入地球大气层后最重要的现象之一,在很大程度上决定了小行星的质量/尺寸变化、飞行轨迹、甚至光辐射特性. 为观测小行星材料在超高速高温流场中的烧蚀现象,在电弧加热器上开展了模拟Chelyabinsk小行星事件典型弹道状态(速度约5.6 km/s,高度17 km,流星体直径1 m)的烧蚀实验. 试件为钝头外形,头部半径20 mm,半锥角18$^\circ$. 作为对比,试件分别采用玄武岩和碳钢材料. 成功记录了清晰的烧蚀动态过程,观察到两种材料试件表面的熔融损失流动、以及玄武岩试件的蒸发喷射和崩裂剥落等现象,全程测得烧蚀气体发射光谱、试件实时外形变化、表面热图变化等数据. 分析结果显示了两种材料明显不同的烧蚀现象和质量损失机制：碳钢在高温气流冲击作用下溅射成大量微小液滴,跟随气流高速流失;玄武岩质量损失以熔融物剪切流动为主,并伴随少量块状剥落及蒸发喷射. 烧蚀时间为4 s,玄武岩和碳钢的质量损失及驻点后退量分别为37.9 g,72.7 g以及7.3 mm,13.1 mm,估算玄武岩材料的有效烧蚀焓约为2.6 MJ/kg,两种材料的烧蚀光谱测量组分与电镜能谱扫描结果吻合.