小天体探测是目前国际深空探测领域的热点,也是行星科学的前沿之一.小天体探测可能为探寻行星起源、生命起源提供重要线索.小天体中蕴藏有丰富的矿产资源和稀有金属,开采小天体已经受到了广泛的关注和研究.此外,部分近地小行星可能对地球具有巨大的撞击威胁.发射探测器进行实地考察小天体,可为行星科学问题的研究提供丰富的细节和直接的证据；对于小天体资源的开发利用,可以在真实环境中对新技术进行演示和验证；对于未来近地小行星的防御,可以提前获得目标的各项参数,以保证防御操作的准确实施.因此,近距离探测小天体的作用和优势是远程观测所不能替代的.而小天体附近复杂的力学环境为探测器的飞行动力学带来了新的课题.如2005年11月,“隼鸟”号探测器在第二次尝试接近小行星Itokawa的同时,在其表面上空约1.4公里处释放目标标定球和表面探测器MINERVA,结果后者没有按照预定轨迹到达小行星表面.分析表明,这可能是对该小行星引力场的估计误差所导致的轨道误差.类似不规则引力场中轨道问题在Dawn任务中也遇到.因此,小行星不规则的形状、旋转多样、引力强弱等问题的存在,其附近的轨道力学问题显得比传统轨道问题更加复杂,并表现出丰富的非线性动力学行为,其基本规律至今尚不完全清楚,这对探测器在其附近的轨道和控制策略设计带来了很大的挑战.准确把握小天体附近的轨道动力学特性,则是工程任务实现的前提和基础.此外,现代非线性动力学的发展,已经为动力系统的局部与大范围行为建立起基本的理论框架,其中涉及许多丰富而有趣的动力学现象,需要在真实的物理系统当中寻求验证.质点在小天体的不规则引力场中的运动,作为真实而复杂的非线性动力系统,为该项研究提供了一个典型的范例,对该问题的理论探索,将进一步丰富现代天体力学的内涵.本报告的主要目的是,总结最近几年国内外学者在小天体附近轨道动力学与控制方面取得的研究进展,主要从小行星探测任务中的应用和非线性动力学理论进步两个角度与大家共享前人的成果,并探讨未来的发展方向.