但到二十世紀五十年代為止,這方麵進展不快。
數值方法最早可追溯到高斯的工作方法。十九世紀末形成的科威耳方法和亞當斯方法,至今仍為天體力學的基本數值方法,但在電子計算機出現以前,應用不廣。
新時期
二十世紀五十年代以後,由於人造天體的出現和電子計算機的廣泛應用,天體力學進入一個新時期。研究對象又增加了各種類型的人造天體,以及成員不多的恒星係統。在研究方法中,數值方法有迅速的發展,不僅用於解決實際問題,而且還同定性方法和分析方法結合起來,進行各種理論問題的研究。定性方法和分析方法也有相應發展,以適應觀測精度日益提高的要求
研究內容
當前天體力學可分為六個次級學科:
攝動理論
這是經典天體力學的主要內容,它是用分析方法研究各類天體的受攝運動,求出它們的坐標或軌道要素的近似攝動值。
近年來由於無線電、激光等新觀測技術的應用,觀測精度日益提高,觀測資料數量陡增因此,原有各類天體的運動理論急需更新。其課題有兩類:一類是具體天體的攝動理論,如月球的運動理論、大行星的運動理論等;另一類是共同性的問題,即各類天體的攝動理論都要解決的關鍵性問題或共同性的研究方法,如攝動函數的展開問題、中間軌道和變換理論等。
數值方法
這是研究天體力學中運動方程的數值解法。主要課題是研究和改進現有的各種計算方法,研究誤差的積累和傳播,方法的收斂性、穩定性和計算的程序係統等。近年來,電子計算技術的迅速發展為數值方法開辟了廣闊的前景。六十年代末期出現的機器推導公式,是數值方法和分析方法的結合,現已被廣泛使用。
以上兩個次級學科都屬於定量方法,由於存在展開式收斂性以及誤差累計的問題,現有各種方法還隻能用來研究天體在短時間內的運動狀況。
定性理論
也叫作定性方法。它並不具體求出天體的軌道,而是探討這些軌道應有的性質,這對那些用定量方法還不能解決的天體運動和形狀問題尤為重要。其中課題大致可分為三類:一類是研究天體 的特殊軌道的存在性和穩定性,如周期解理論、卡姆理論等;一類是研究運動方程奇點附近的運動特性,如碰撞問題、俘獲理論等;另一類是研究運動的全局圖像,如運動區域、太陽係穩定性問題等。近年來,在定性理論中應用拓撲學較多,有些文獻中把它叫作拓撲方法。
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天文動力學
又叫作星際航行動力學。這是天體力學和星際航行學之間的邊緣學科,研究星際航行中的動力學問題。在天體力學中的課題主要是人造地球衛星,月球火箭以及各種行星際探測器的運動理論等。
曆史天文學
是利用攝動理論和數值方法建立各種天體曆表,研究天文常數係統以及計算各種天象。
天體形狀和自轉理論
是牛頓開創的次級學科,主要研究各種物態的天體在自轉時的平衡形狀、穩定性以及自轉軸的變化規律。近年來,利用空間探測技術得到了地球、月球和幾個大行星的形狀以及引力場方麵大量數據,為進一步建立這些天體的形狀和自轉理論提供了豐富資料。
其他特殊課題
天體力學在發展過程中除了形成上麵六個次級學科外,還形成了一些學科性的特殊課題。它們相對獨立地發展著。這些課題主要有:多體問題又叫N體問題,是研究N個質點在萬有引力作用下的運動。在N=2時為二體問題,這個問題是天體力學的基本問題之一,已得到完全解決。在N=3時為三體問題,這個問題難度較高,多年來進展甚慢,至今仍未得到解決,目前正用分析方法、數值方法和定性方法進行研究。還有許多人致力於一些特殊問題的研究,如三體問題的積分、限製性三體問題等。對於其他多體問題,目前主要研究運動的一般特性。
與其它學科的關係
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