uc矩阵基本思想(UC世纪编年史拓展学习记录001)

UC(宇宙世纪)年表的开端:摘自 着迷wiki

公元世纪(A.D.) 18世纪 1771.11.27

约瑟夫路易斯·拉格朗日(Joseph-LouisLagrange)提出拉格朗日点理论。

第一个时间点的内容就让我很迷茫,是时候为自己的脑袋充充电啦资料搜罗开始:


对于现实中这位 法国籍意大利裔数学家和天文学家 约瑟夫·拉格朗日

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约瑟夫-刘易斯·拉格朗治 (Joseph-Louis Lagrange(1736-1813)

以及其学说,在网上搜罗了一下资料。(以下文字摘取自baidu百科.WIKI等)

发现:

18世纪法国数学家、力学家和天文学家拉格朗日在1772年发表的论文“三体问题”中,为了求得三体问题的通解,他用了一个非常特殊的例子作为问题的结果,即:如果某一时刻,三个运动物体恰恰处于等边三角形的三个顶点,那么给定初速度,它们将始终保持等边三角形队形运动。

原理:

三角形是最稳定的结构,由于物质的组成结构的不同会造成物质稳定性的不同,因此经过多方验证,证明等边三角形是三角形结构中最稳定的。

由于拉格朗日点的作用不仅体现在宏观世界,也体现在微观世界,因此人们认识到凡是没有拉格朗日点构成的物质都是不稳定的。拉格朗日发现这种奇异点在天体运动系统中有5个,用字母L表示。L1、L2和L3在两个天体的联线上,为不稳定点。如一个物体在这些点上稍微挪动一下,就会离去,不再复位。L4、L5是稳定点。一个物体在此点上稍有移动,不会脱离,而是绕这个点作往返摆动,为此,它又称作拉格朗日平动点。

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5个拉格朗日点的计算公式

五个点特解

L1

在M1和M2两个大天体的连线上,且在它们之间。例如:一个围绕太阳旋转的物体,它距太阳的距离越近,它的轨道周期就越短。但是这忽略了地球的万有引力对其产生的拉力的影响。如果这个物体在地球与太阳之间,地球引力的影响会减弱太阳对这物体的拉力,因此增加了这个物体的轨道周期。物体距地球越近,这种影响就越大。在L1点,物体的轨道周期恰好等于地球的轨道周期。太阳及日光层探测仪(SOHO)(NASA关于SOHO工程的网站)即围绕日-地系统的L1点运行。

L2

在两个大天体的连线上,且在较小的天体一侧。

例如:相似的影响发生在地球的另一侧。一个物体距太阳的距离越远,它的轨道周期通常就越长。地球引力对其的拉力减小了物体的轨道周期。在L2点,轨道周期变得与地球的相等。

日地拉格朗日L2点:其中L2点位于日地连线上、地球外侧约150万公里处,在L2点卫星消耗很少的燃料即可长期驻留,是探测器、天体望远镜定位和观测太阳系的理想位置,在工程和科学上具有重要的实际应用和科学探索价值,是国际深空探测的热点。

L2通常用于放置空间天文台。因为L2的物体可以保持背向太阳和地球的方位,易于保护和校准。

威尔金森微波各向异性探测器已经围绕日-地系统的L2点运行。詹姆斯·韦伯太空望远镜将要被放置在日-地系统的L2点上。另外世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星,我国探月工程项目嫦娥四号任务中继星鹊桥号也将会运行在该轨道上。

另:嫦娥二号卫星于2011年6月9日16时50分05秒在探月任务结束后飞离月球轨道,飞向第2拉格朗日点继续进行探测,飞行距离150万公里,预计需85天。北京时间2011年8月25日23时27分,经过77天的飞行,“嫦娥二号”在世界上首次实现从月球轨道出发,受控准确进入距离地球约150万公里远的、太阳与地球引力平衡点——拉格朗日L2点的环绕轨道。

2014年11月23日服务舱实施月球借力轨道机动控制,飞向地月L2点。此后,11月27日进入环绕地月L2点的李萨如轨道,这是我国飞行器首次飞抵地月L2点(而不是地日拉格朗日点);11月28日、12月11日、12月26日分别实施了三次轨道维持控制 。

L3

在两个大天体的连线上,且在较大的天体一侧。

例如:第三个拉格朗日点,L3,位于太阳的另一侧,比地球距太阳略微远一些。地球与太阳的合拉力再次使物体的运行轨道周期与地球相等。

一些科幻小说和漫画经常会在L3点描述出一个“反地球” 。

L4

在以两天体连线为底的等边三角形的第三个顶点上,且在较小天体围绕两天体系统

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质心运行轨道的前方。此点稳定的原因在于,它到两大物体的距离相等,其对两物体分别的引力之比,正好等于两大物体的质量之比。因此,两个引力的合力正好指向该系统的质心,合力大小正好提供该物体公转所需之向心力,使其旋转周期与质量较小天体相同并达成轨道平衡。该系统中,两大物体和L4点上物体围绕质心旋转,旋转中心与质心重合。事实上,L4与L5点上的物体的质量必须小到可忽略。

L4和L5点有时被称为三角拉格朗日点或特洛伊点。

L5

在以两天体连线为底的等边三角形的第三个顶点上,且在较小天体围绕较大天体运行轨道的后方。

L4和L5有时称为“三角拉格朗日点”或“特洛伊点”。

土卫三的L4和L5点有两个小卫星,土卫十三和土卫十四。土卫四在L4点有一个卫星土卫十二。


通过对于以上资料的阅读,终于能够初步看懂机动战士高达中殖民地的位置来由。但是......

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机动战士高达中各知名地被安置在L1-L5的拉格朗日点(平动点)上

还有一个疑惑,那就是从上图可以看出殖民地也好,小行星也好,都是在以一个特定的轨道运动着。那么这个轨道又有什么特殊性呢?

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通过图中文字的阅读得知,L1~L3由于安定性较差,其上的殖民地所绕行的轨道叫做HALO轨道

继续搜罗资料,通过HALO轨道(晕轨道)进而查询到了:

近日,就在两天前,6月14日11时06分 资料来源:解放军报社装备发展部分社

探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成功实施轨道捕获控制,进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道,成为世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。后续将在此轨道陆续开展在轨测试和中继通信链路联试,为年底择机发射的嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。

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中继星的行进轨迹,以及后续月球探测器的计划行进轨迹

关于HALO轨道文中继续写道:

Halo轨道又称“晕轨道”,取日晕和月晕之意。不过其轨道形状是非共面的三维非规则曲线,轨道控制的难度和复杂程度更是让人头晕目眩。技术人员说,航天器在这个轨道上运行就像调皮的孩子,一不留神就会“离家出走”,时间稍长就可能不知所踪。而“鹊桥”需要时刻保持高稳定、高精度的姿态和角度,否则会影响信息传输。

技术人员介绍,应对复杂轨道下对航天器进行频繁姿态调整的要求,保证在长达3年的卫星寿命期内从容面对突发事件、减少地面人员的操作负荷,五院把提升“鹊桥”的自主控制智能化水平、精准化程度放在了首位,在轨道控制策略上设计了速度增量关机和时间关机两种模式,对轨控关机前的发动机脉宽进行了精确设计。同时为“鹊桥”量身定制了具有高智能化水平、全天候、全天时、全空域运行能力的光纤陀螺惯性测量单元,彻底摆脱了之前姿态敏感器需要借助地球、太阳等天体来定位的约束。


虽然看不大懂具体的操作方式,但可以看出,在Halo轨道上并不易,需要持续性的操作控制,

下图为Halo轨道的示意图。

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处于L2点中继星所进行中的【非共面的三维非规则曲线】移动示意图

现在终于懂了殖民地是为了在各自的L1~3点上不至于脱离轨道而进行着Halo轨道移动。相信那时的科技应该已经可以全自动的进行轨道计算调整了吧。


那么回到主题:UC(宇宙世纪)年表 摘自着谜wiki

1801.01.01 乔赛普·皮耶吉神父(FatherGiuseppe Piazzi)发现小行星谷神星(1 Ceres)

1802.03.28 海因里希·威尔海姆·奥伯斯(HeinrichWilhelm Olbers)发现小行星智神星(2 Pallas)

1804.09.01 卡尔·路德维希·哈丁(KarlLudwig Harding)发现小行星婚神星(3 Juno)

1807.03.29 海因里希·威尔海姆·奥伯斯发现小行星灶神星(4Vesta)

1845.12.08 卡尔·路德维希·亨克(KarlLudwig Hencke)发现小行星义神星(5 Asliaea)

1847 小行星韶神星(6 Hebe)、虹神星(7Iris)和花神星(8 Flora)被发现

1848 安德鲁·格雷厄姆(AndrewGraham)发现小行星颖神星(9 Metis)

1849 阿纳贝尔·德·加斯帕里斯(AnnibaleDe Gasparis)发现小行星健神星(10 Hygeia)和海妖星(11 Parthenope)

1850 小行星凯神星(12 Victoria)和芙女星(13Egeria)被发现

1851 小行星司宁星(14 Irene)和司法星(15Eunomia)被发现

1852 小行星灵神星(16 Psyche)到司剧星(23Thalia)被发现

1853 小行星司理星(24 Themis)、福后星(25Phocaea)、 冥后星(26 Proserpina)和司箫星(27 Euterpe)被发现

1854 小行星战神星(28 Bellona)到司瑟星(33Polyhymnia)被发现

1855 小行星巫神星(34 Circe)、沉神星(35Leukothea)、驰神星(36 Atalante)和忠神星(37 Fides)被发现

1856 小行星卵神星(38 Leda)、喜神星(39Laetitia)、谐神星(40 Harmonia)、桂神星(41 Daphne)和育神星(42 Isis)

1857 小行星爱女星(43 Ariadne)到贞女星(50Virginia)以及思神星(56 Melete)被发现

1858 小行星禽神星(51Nemausa)到祸神星(55Pandora)被发现。 1859.09.22 罗伯特·卢瑟(RobertLuther)发现小行星忆神星(57 Mnemosyne)

1860 小行星协神星(58 Concordia)、希神星(59Elpis)、司音星(60 Echo)、囚神星(61 Danae)和效神星(62 Erato)被发现

1869 爱德华·埃弗雷特·海尔(EdwardEverett Hale)提出了适宜居住的人造卫星“The Brick Moon”。

“The Brick Moon”这本被称为世界名著的书,我打算尝试去找一下中文版本阅读一番。

今天的学习记录就先写到这里......休息...去制作高达模型咯...

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