第190章教授親自擔任主持人（）

    “從發射到返回，每一步都依賴數學。軌道力學、數值積分、最優控制，這些在登月過程中都顯得格外重要。先從最基礎的開始，”

    林燃走向黑板，拿起粉筆，畫出一條橢圓：“我們從開普勒定律開始。行星和航天器沿橢圓軌道運行，遵循面積定律和周期定律。”

    他寫下開普勒第一定律的數學表達：r=\frac{p}{1+e\cosheta

    “r是徑向距離，p是半通徑，e是偏心率，這為我們提供了兩體問題的解析解。”

    林燃接著再加上一個圓，象征著地球、月球和航天器的三體系統：“但現實中，我們面對的是限制性三體問題。

    地球和月球的引力同時作用于航天器，解析解不存在。

    我們需要數值方法來逼近軌跡。”

    他寫下運動方程。

    我知道各位內心會有疑問：“三體問題的數值解，這是計算密集型任務。

    我們實際上在登月過程中，想要計算出一個合適的結果會非常困難。

    這就涉及到對數值計算方法的優化。

    為了解決這些方程，我們使用了四階runge-kutta方法，它在精度和效率間取得平衡。”

    “我們依賴ibm的7094計算機，它的性能有限。

    很多時候計算一條完整軌跡需要數小時，我們不得不優化代碼，減少浮點運算。”

    “有一次，我們的模擬運行了三天，我發現步長設置過小，浪費了時間。調整后，計算時間縮短了一半。”

    林燃擦去黑板，重新寫到：“接下來是軌跡優化。我們需要最小化燃料消耗，同時確保航天器在正確時間到達月球。”

    “現在要用到的是最優控制理論，這幾年圍繞最優控制理論，有非常多的出色成果。