本文从月球探测器轨道动力学方程出发,求出方程的解及所需最小发射速度;文章在介绍地一月探测器轨道类型及月球轨道计算模型后,探讨了一种绕飞方案的轨道选择;最后指出其轨道特性和制导精度要求。

在圆型限制性三体问题模型下,实现地月转移的必要条件是探测器的初始速度使其对应的Jacobi常数C小于平动点L1对应的临界值C1。地月转移轨道一般采用霍曼转移轨道,也可以利用平动点L1的不稳定性实现节能过渡,前者需要较大的变轨速度从而消耗较多能量,而后者则会消耗过长的时间。通过理论分析和数值验证表明,若在月球探测器的发射过程中合理利用光压力的助推作用,则探测器不必消耗太多能量和太长时间即可到达月球,这是一种可供参考的用于发射月球探测器(包括同时执行地月空间环境探测任务)的轨道转移方式。

日本月亮女神月球探测器在顺利完成各项探测任务后,于北京时间2009年6月11日受控落月。该探月计划在一箭三星组网探测月球背面重力场、有效载荷创新设计、科研活动组织、成果产出、公众参与和科普宣传等方面有许多亮点,对我国探月工程有重要参考价值。文章综合回顾、分析和评述了月亮女神探月计划的任务、探测器、轨道与飞控、重要事件等,提出了对月球和深空探测的6点思考:1)我国探月工程需要体现中国特色,获得创新性科学成果;2)月球与深空探测中科学目标的地位十分重要;3)月球与深空探测要敢于采用新材料、新技术;4)对月球与深空探测要宽容失败和挫折;5)要加快我国月球与深空探测的发展步伐;6)要更加重视公众参与和激励创新。以上思考可对我国月球与深空探测工程的进一步开展有所启示和借鉴。

随着深空探测技术的发展,新型月球探测器需要在遍布石块、陨石坑和斜坡等复杂月球表面上着陆,因此有必要对月球着陆探测器的着陆性能进行评估。本文对一种四腿可展开式着陆器进行了合理简化,并用AD-AMS软件建立了着陆动力学仿真模型。模型中应用子程序表达缓冲铝蜂窝和月壤的力学性质,通过在预研着陆器的仿真模型上加载,实现了系统的仿真;并得到了月球探测器以给定姿态和着陆速度在不同地面坡度和月壤物理特性下的着陆性能及一般规律,对我国月球探测器软着陆动力学研究具有一定参考价值。

随着中国深空探测的发展,在月球表面进行着陆探测成为新的关注热点,因此月球着陆器的着陆稳定性研究成为一项重要课题。文章利用ADAMS软件及其用户子程序,对一种可展开四腿式月球着陆器的着陆稳定性进行了研究,研究结论为着陆器的着陆缓冲机构及总体设计提供参考。

基于月球探测器离地面较近的特点和差分VLBI技术可以消除部分非几何延迟的优势,采用差分VLBI技术对月球探测器进行观测,推导具体可行的定位模型,并分析模型中可估计的地月大地测量参数序列。

月球样品自动封装技术是在月表环境下,实现样品容器自动开合、密封、锁紧的技术。我国的探月工程三期和国外的月球取样任务具有明显的技术区别,所以月球样品的封装也必须符合自身的技术特点。文章通过借鉴国外成功经验和我国探月技术的特点,提出了一种月球样品封装技术方案,并对该封装技术方案的实现进行了分析,同时还考虑了月球环境因素的影响。

介绍月球着陆探测的任务特点,针对飞行过程、着陆过程、月夜生存、月面工作、月面特殊环境及其影响,以及着陆稳定性影响因素和地面试验验证等进行需求分析,可为月球探测器的设计提供参考和借鉴。

TDI-CCD相机可以通过多级CCD积分,获得相对较高的信噪比,从1992年开始逐步广泛应用于航空和航天领域中的高分辨率成像任务中。目前TDI-CCD相机已成为高分辨率成像探测的重要手段。根据月球环绕探测任务中TDI-CCD相机的工作环境特点,定量分析了相机的姿态误差、速高比失配等因素对成像质量的影响,并对其中的主要影响因素——速高比失配,提出了适合于月球环绕探测任务特点的补偿途径。

简介了国外月球和火星等探测器软着陆缓冲机构"触地"敏感技术与应用,提出了采用冲击加速度检测的探测器软着陆缓冲机构(足垫)触月敏感触发方案,阐述了敏感触发装置的设计思想,分析了探测器软着陆触月过程的动力学响应,论述了触发装置的冲击加速度敏感检测方式与原理以及电路单元设计。该装置比较适合月球探测器软着陆缓冲机构的结构和工作特点,可以满足制导、导航与控制(GNC)主控系统设计要求。