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專注十年磨一劍,潛心尋優求卓越——紀念全國空間軌道設計競賽十周年 版權信息
- ISBN：9787030698490
- 條形碼：9787030698490 ; 978-7-03-069849-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
專注十年磨一劍,潛心尋優求卓越——紀念全國空間軌道設計競賽十周年 本書特色
適讀人群 ：高等院校航空航天、力學等專業師生，相關專業的研究生管理人員以及科研機構工程師等對推動競賽自身發展、軌道設計研究水平進步和我國航天領域人才培養均具有顯著的價值。
專注十年磨一劍,潛心尋優求卓越——紀念全國空間軌道設計競賽十周年 內容簡介
全國空間軌道設計競賽是國內各高校及研究機構關于空間軌道設計與優化研究的交流平臺，2009年創辦至2019年已成功舉辦了十屆，產生了廣泛的社會影響。本書是全國空間軌道設計競賽十周年紀念文集，主要內容包括：競賽發展歷程回顧、歷屆競賽很好設計作品、通過競賽推動人才培養的做法和成效、青年學者和研究生參與競賽的故事、靠前競賽奪冠紀實等。全書較為翔實地記錄了我國航天動力學領域青年學者團體“專注十年磨一劍，潛心尋優求很好”的不斷學習與進步的難忘歷程。 本書可以供高等院校航空航天、力學等專業師生使用，也可供相關專業的研究生管理人員以及科研機構工程師等參考。
專注十年磨一劍,潛心尋優求卓越——紀念全國空間軌道設計競賽十周年 目錄
目錄
序
前言
**章 空間軌道設計競賽發展概況 1
全國空間軌道設計競賽發展歷程回顧 3
2005～2009年國際空間軌道設計競賽綜述 18
第二章 全國空間軌道設計競賽優秀作品匯編 (2009～2019) 33
**屆 CTOC：近地小行星取樣返回 35
第二屆 CTOC：火星與小行星多任務探測 42
第三屆 CTOC：太陽系行星和小天體多目標探測 46
第四屆 CTOC：廣域小天體多目標多任務探測 52
第五屆 CTOC：核電推進載人小行星探測 58
第六屆 CTOC甲題：抓捕小行星樣品返回地球 65
第六屆 CTOC乙題：快速飛抵太陽系邊界 (國防科技大學) 71
第六屆 CTOC乙題：快速飛抵太陽系邊界 (航天東方紅衛星有限公司) 80
第七屆 CTOC甲題：不規則形狀小行星表面巡游探測 86
第七屆 CTOC乙題：近地軌道衛星編隊重構任務 (航天東方紅衛星有限公司) 89
第七屆 CTOC乙題：近地軌道衛星編隊重構任務 (西安衛星測控中心) 95
第七屆 CTOC7 乙題：近地軌道衛星編隊的燃料*優構型重構 102
第八屆 CTOC甲題：太陽同步軌道空間碎片清除 107
第八屆 CTOC乙題：解法總結 113
第九屆 CTOC甲題：衛星集群監測地球靜止衛星波束 123
第九屆 CTOC乙題：局部導航增強星座 (國家空間科學中心) 130
第九屆 CTOC乙題：局部導航增強星座 (西安衛星測控中心) 140
第十屆 CTOC：木星內磁場及木衛科學探測 147
第三章 我國參賽隊的國際空間軌道設計大賽優秀作品匯編 (2010～2019) 153
第五屆 GTOC：小行星多目標探測 155
第六屆 GTOC：伽利略木衛全球遙感探測 160
第七屆 GTOC：多航天器多目標主帶小行星探測 166
第八屆 GTOC：基于天基VLBI的宇宙射電源高分辨率成像 170
第九屆 GTOC：近地軌道空間碎片分組清除 175
第九屆 GTOC: 近地空間碎片路徑整體優化 185
第十屆 GTOC：移民銀河系 190
第四章 空間軌道設計競賽推動人才培養的做法與成效 203
從國際深空探測大賽看理論力學教學及力學競賽 205
軌道設計競賽與航天專業研究生培養 210
基于“專家型”競賽的航天創新人才培養模式與實踐 217
第五章 競賽參與者感想 225
辛苦遭逢起一競，百花齊放有我清 227
團隊參與競賽的十年歷程與幾點感觸 236
參加競賽 提升水平 242
我和軌道競賽的十年 247
空間軌道設計競賽伴我成長 252
關于空間軌道設計競賽的參賽心得 255
軌道競賽之點滴心得 261
競賽伴我成長 263
參加第九屆全國空間軌道設計競賽感想 265
努力不會白費，成功沒有碰巧 267
第六章 競賽奪冠的紀實故事 269
“航天青年軍”的“銀河大移民” 271
我不是一個人在戰斗 275
序
前言
**章 空間軌道設計競賽發展概況 1
全國空間軌道設計競賽發展歷程回顧 3
2005～2009年國際空間軌道設計競賽綜述 18
第二章 全國空間軌道設計競賽優秀作品匯編 (2009～2019) 33
**屆 CTOC：近地小行星取樣返回 35
第二屆 CTOC：火星與小行星多任務探測 42
第三屆 CTOC：太陽系行星和小天體多目標探測 46
第四屆 CTOC：廣域小天體多目標多任務探測 52
第五屆 CTOC：核電推進載人小行星探測 58
第六屆 CTOC甲題：抓捕小行星樣品返回地球 65
第六屆 CTOC乙題：快速飛抵太陽系邊界 (國防科技大學) 71
第六屆 CTOC乙題：快速飛抵太陽系邊界 (航天東方紅衛星有限公司) 80
第七屆 CTOC甲題：不規則形狀小行星表面巡游探測 86
第七屆 CTOC乙題：近地軌道衛星編隊重構任務 (航天東方紅衛星有限公司) 89
第七屆 CTOC乙題：近地軌道衛星編隊重構任務 (西安衛星測控中心) 95
第七屆 CTOC7 乙題：近地軌道衛星編隊的燃料*優構型重構 102
第八屆 CTOC甲題：太陽同步軌道空間碎片清除 107
第八屆 CTOC乙題：解法總結 113
第九屆 CTOC甲題：衛星集群監測地球靜止衛星波束 123
第九屆 CTOC乙題：局部導航增強星座 (國家空間科學中心) 130
第九屆 CTOC乙題：局部導航增強星座 (西安衛星測控中心) 140
第十屆 CTOC：木星內磁場及木衛科學探測 147
第三章 我國參賽隊的國際空間軌道設計大賽優秀作品匯編 (2010～2019) 153
第五屆 GTOC：小行星多目標探測 155
第六屆 GTOC：伽利略木衛全球遙感探測 160
第七屆 GTOC：多航天器多目標主帶小行星探測 166
第八屆 GTOC：基于天基VLBI的宇宙射電源高分辨率成像 170
第九屆 GTOC：近地軌道空間碎片分組清除 175
第九屆 GTOC: 近地空間碎片路徑整體優化 185
第十屆 GTOC：移民銀河系 190
第四章 空間軌道設計競賽推動人才培養的做法與成效 203
從國際深空探測大賽看理論力學教學及力學競賽 205
軌道設計競賽與航天專業研究生培養 210
基于“專家型”競賽的航天創新人才培養模式與實踐 217
第五章 競賽參與者感想 225
辛苦遭逢起一競，百花齊放有我清 227
團隊參與競賽的十年歷程與幾點感觸 236
參加競賽 提升水平 242
我和軌道競賽的十年 247
空間軌道設計競賽伴我成長 252
關于空間軌道設計競賽的參賽心得 255
軌道競賽之點滴心得 261
競賽伴我成長 263
參加第九屆全國空間軌道設計競賽感想 265
努力不會白費，成功沒有碰巧 267
第六章 競賽奪冠的紀實故事 269
“航天青年軍”的“銀河大移民” 271
我不是一個人在戰斗 275
展開全部
專注十年磨一劍,潛心尋優求卓越——紀念全國空間軌道設計競賽十周年 節選
**章 空間軌道設計競賽發展概況 全國空間軌道設計競賽發展歷程回顧* 劉俊麗1，高揚2 1中國力學學會辦公室 2中國科學院空間應用工程與技術中心 1.引言 創辦全國空間軌道設計競賽(China Trajectory Optimization Competition，CTOC)的背景來源于國際航天界第二輪深空探測熱潮。從20世紀90年代中期至今，深空探測成為未來各國航天界的重點發展方向，是一個國家綜合國力、航天整體技術實力的體現[1]。我國“嫦娥”探月工程已經獲得成功，深空探測計劃即將全面展開，而深空探測的一項關鍵技術就是深空軌道的設計與優化。 為了促進交流，相互學習，共同推進我國深空探測技術的發展，中國力學學會、清華大學航天航空學院于2009年共同組織舉辦**屆 CTOC。競賽旨在為不斷深入認識與理解太空飛行提供一個學習與交流平臺，為深空探測任務設計提供理論與新概念支持，為未來的工程實踐開展早期探索，不斷提升我國深空軌道設計能力，力爭為中國深空探測事業做出貢獻。 截至2019年底，CTOC已經舉辦了十屆。共有來自10個單位的參賽團隊獲得歷屆競賽的冠軍(或一等獎)。參與歷屆競賽組織的單位分別有中國科學院空間應用工程與技術中心、西安衛星測控中心宇航動力學國家重點實驗室、清華大學、北京航天飛行控制中心航天飛行動力學技術重點實驗室、國防科技大學、中國科學院國家空間科學中心、北京理工大學、中國航天科工集團有限公司第二研究院、南京航空航天大學等。它們為歷屆競賽的組織舉辦做出了貢獻。 十年磨一劍。經過十年的發展，CTOC逐漸形成了自身的特色，并使各參賽隊伍的科研競技能力得到明顯增強。具體體現在2019年第十屆國際空間軌道設計競賽中，國防科技大學和西安衛星測控中心聯合代表隊、清華大學與陜西星邑空間技術有限公司聯合代表隊分別獲得冠、亞軍，實現了中國參賽隊的首次奪冠，打破了歐美參賽隊伍對該賽事冠軍的壟斷。可以說，中國空間軌道設計能力已經邁入國際一流水平行列。 2.CTOC創立背景 早在20世紀60年代，錢學森先生在《星際航行概論》一書中就已指出了星際航行技術與實踐的復雜性和艱巨性，他所說的“星際航行”涵蓋了遍及整個太陽系的無人或載人空間探索任務，其中空間飛行軌道研究不可或缺。半個世紀之后，隨著人類空間探索(特別是深空探測)活動的不斷發展以及空間高比沖推進技術、衛星編隊、多任務多目標探測等新技術與新概念的相繼出現，空間探索任務越來越復雜，且與飛行軌道設計的關聯越來越緊密。空間飛行軌道設計因此變得越來越重要，也更具挑戰[2]。 尋求全局*優解成為空間軌道設計的核心內容，其獨特性與復雜性很自然地吸引了眾多學者的關注，這些學者已不局限于專門從事航天器軌道力學研究，很多來自自動控制、計算機科學、應用數學等學科領域。 為促進深空探測與科學技術的發展、探索新型軌道理論與方法，2005年歐洲航天局(ESA)新概念研究團隊提議并發起了**屆國際空間軌道設計競賽，之后每一到兩年舉行一次，由上屆競賽冠軍團隊負責出題，并利用歐洲航天局官方網站向全球發布競賽信息，要求參賽隊伍在一個月內提交設計方案。該大賽主要面向從事航天任務總體設計和航天軌道控制工作的專業機構。自創辦以來，吸引了世界著名航天機構(如美國國家航空航天局、德國航天局、法國航天局等)、歐美航天領域知名大學、國際眾多航天公司等報名參賽。清華大學自**屆開始連續參加該項競賽[3]。自第四屆起，中國越來越多的大學與科研機構組隊參賽。 借鑒國際賽事經驗，為推進國內深空探測技術的發展，清華大學航天航空學院李俊峰教授和寶音賀西教授于2009年倡議并發起了“全國深空軌道設計競賽”。同年4月，中國力學學會辦公室劉俊麗從清華大學航天航空學院網站上了解到這一賽事，當即與李俊峰教授取得聯系，并在兩單位協商下，一致同意該賽事由中國力學學會與清華大學航天航空學院共同主辦。2009年4月10日，中國力學學會在其官方網站上發布了“首屆全國深空軌道設計競賽”通知。因此，中國力學學會旗下賽事除了“全國周培源大學生力學競賽”和“全國中學生趣味力學制作邀請賽”外，增加了“全國深空軌道設計競賽”。該賽事計劃每年舉辦一屆，一開始競賽機制就參照 GTOC，每屆競賽的冠軍團隊負責組織舉辦下屆競賽。自2012年起，賽事更名為“全國空間軌道設計競賽”，競賽問題不再僅限于深空探測。自2017年以后，賽制改為每一到兩年舉辦一屆。 需要指出的是，CTOC與傳統的學科競賽不同，復雜的空間軌道設計的題目并沒有標準答案，即使是出題方也難以得到全局*優解。在30.60天的時間內，參賽隊伍可以采用所有可能的人力、物力，以及沒有任何限制的技術手段對問題進行求解。對于*終的各參賽隊設計結果，主辦方能夠準確地進行檢驗。歷屆CTOC題目均給出了可以直接客觀評價的設計指標，主辦方根據設計指標即可評價各參賽隊設計結果，*終形成客觀公正的競賽排名。 3.歷屆CTOC舉辦與組織歷程 2009年3月5日，**屆CTOC競賽通知發布并公布競賽題目。競賽題目為“小行星探測軌跡優化設計問題”，要求2009年4月16日前提交結果，共有來自全國各地的33支隊伍報名參賽。主辦單位(清華大學)審核復算各隊提交的結果，根據性能指標評判名次，中國科學院光電研究院參賽隊獲得首屆競賽的冠軍，來自西安衛星測控中心、國防科技大學的參賽隊分別獲得亞軍、季軍。首屆全國深空軌道設計競賽頒獎大會暨專題研討會于2009年5月16日在清華大學逸夫樓舉行(圖1)，時任中國力學學會理事長李家春院士到會致辭并頒獎[4]。 圖1 李家春院士參加首屆競賽頒獎大會暨專題研討會 2010年1月1日，第二屆CTOC競賽通知發布。本屆競賽是由中國力學學會、西安衛星測控中心、中國科學院空間科學與應用總體部(后更名為中國科學院空間應用工程與技術中心)聯合主辦，有29支隊伍報名參賽。2010年3月25日競賽題目公布，題目背景為：以火星和近地小天體為探測目標，實現多目標優化的深空軌道設計。有15支隊伍在規定的時間內按照要求提交了設計結果，確定了12個有效設計結果，清華大學航天航空學院參賽隊獲得冠軍。2010年6月22日，競賽頒獎暨研討會在陜西西安召開(圖2)，時任中國力學學會副理事長戴世強教授發表了“江山代有才人出”的致辭[5]。 圖2 戴世強副理事長在第二屆全國深空軌道設計競賽頒獎暨研討會上頒獎 2011年2月1日，第三屆CTOC競賽通知發布，本屆競賽由中國力學學會、北京航天飛行控制中心航天飛行動力學技術重點實驗室和清華大學航天航空學院聯合主辦。2011年3月10日競賽題目公布，題目背景為：探測太陽系八大行星，同時順訪小天體。本屆競賽為紀念我國杰出科學家錢學森先生誕辰一百周年，特別將“錢學森”小行星作為探測目標。共有25支隊伍報名參賽，有11支隊伍提交了結果，中國科學院空間應用工程與技術中心參賽團隊獲得冠軍。2011年12月11日，第三屆全國深空軌道設計競賽研討會暨紀念錢學森誕辰一百周年大會在北京航天城舉辦(圖3)，李家春院士到會并做了題為“開展深空軌道設計研究，促進青年創新人才成長”的講話[6]。 圖3 李家春院士在第三屆全國深空軌道設計競賽研討會暨紀念錢學森誕辰一百周年大會上致辭
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