本书是深空探测轨道力学领域的基础论着作，书中内容是作者30多年来在该领域的教学和多项研究工作成果的总结。主要针对深空探测器（即太阳系的人造小天体）的质心运动，阐述轨道力学的基本理论及其在航天领域各相关工程中的套用。全书共10章，包括深空探测轨道力学的基本问题：限制性三体问题，特别是圆型限制性三体问题的动力学特徵及其在各特定航天任务中的套用；深空探测（特别是月球、火星和小行星探测）器的发射轨道，转移轨道及其控制等关键问题。

第1章 深空探测器运动的力学环境与数学模型

1

1.1 太阳系小天体运动对应的限制性问题 1

1.2 限制性问题的分类及其相应的力学模型 2

1.3 深空探测器运动的基本数学模型 4

参考文献 10

第2章 参考系与太阳系主要天体历表

11

2.1 时间系统 12

2.2 空间坐标系统 16

2.3 各大天体坐标系之间的联繫 22

2.4 太阳系主要天体的历表 23

参考文献 28

第3章限制性三体问题的基本方程

与Jacobi积分 29

3.1 坐标系的选择与小天体的运动方程 29

3.2 圆型限制性三体问题的Jacobi积分与解的存在性 36

3.3 椭圆型限制性三体问题 40

3.4 圆型限制性（2+2）体问题 47

3.5 受摄圆型限制性三体问题的运动方程 48

参考文献 53

第4章 圆型限制性三体问题的平动解

与周期解 55

4.1 圆型限制性三体问题的平动解 55

4.2 Jacobi常数及其5个临界值 58

4.3 零速度面与运动可能区域 59

4.4 椭圆型限制性三体问题的特解 65

4.5 圆型限制性（2+2）体问题的平动解 66

4.6 圆型限制性三体问题的周期解 68

参考文献 73

第5章 圆型限制性三体问题平动解

的稳定性概况 74

5.1 各种稳定性的提法 74

5.2 平动解的稳定性概况 81

5.3 共线平动点附近的运动稳定性问题 85

5.4 三角平动点附近的运动稳定性问题 89

5.5 太空飞行器的编队飞行问题 100

参考文献 105

第6章 共线平动点的动力学特徵及其套用

106

6.1 共线平动点附近的周期和拟周期运动 106

6.2 共线平动点附近运动的不变流形 120

6.3 实际力模型下的拟周期运动 127

6.4 共线平动点特徵在深空探测中的套用 134

参考文献 148

第7章 三角平动点的动力学特徵及其套用

150

7.1 三角平动点稳定性的研究状况 150

7.2 三角平动点附近的周期轨道族 160

7.3 实际力模型下的拟周期轨道 169

7.4 三角平动点特徵在深空探测中的套用 175

参考文献 192

第8章 月球探测的轨道问题

195

8.1 发射月球探测器的基本依据与自由返回轨道 195

8.2 地—月转移轨道及其轨道的几何特徵 206

8.3 月—地转移轨道及其轨道的几何特徵 219

8.4 发射月球探测器各类转移轨道的比较 230

参考文献 240

第9章 深空探测的轨道问题

242

9.1 朗伯方程 242

9.2 发射火星探测器的转移轨道 250

9.3 火星探测器发射的借力加速机制 264

9.4 其他大行星探测的轨道问题 271

9.5 深空探测中其他有关的轨道问题 275

参考文献 285

第10章 小行星探测的轨道问题

287

10.1 小行星简介 287

10.2 小行星的引力场模型 293

10.3 小行星探测的伴飞形式 309

10.4 小行星探测的环绕型轨道 313

参考文献 316

附 录 319

附录A 天文常数 319

附录B IAU2000天体定向模型 321

参考文献 324