中文核心期刊

中国科技核心期刊

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊

中国高校百佳科技期刊

中国宇航学会深空探测技术专业委员会会刊

高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

月球背面地形对软着陆探测的影响分析

李飞,  张熇,  吴学英,  马继楠,  卢亮亮

downloadPDF
文章导航 > 深空探测学报(中英文）  > 2017 >  4(2): 143-149
李飞, 张熇, 吴学英, 马继楠, 卢亮亮. 月球背面地形对软着陆探测的影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
引用本文: 李飞, 张熇, 吴学英, 马继楠, 卢亮亮. 月球背面地形对软着陆探测的影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
shu
LI Fei, ZHANG He, WU Xueying, MA Jinan, LU Liangliang. Influence Analysis of Terrain of the Farside of the Moon on Soft-Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
Citation: LI Fei, ZHANG He, WU Xueying, MA Jinan, LU Liangliang. Influence Analysis of Terrain of the Farside of the Moon on Soft-Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
shu

月球背面地形对软着陆探测的影响分析

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
  • 1.

    北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094

  • 2.

    探月与航天工程中心, 北京 100037

Influence Analysis of Terrain of the Farside of the Moon on Soft-Landing

  • 1.

    Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China

  • 2.

    Lunar Exploration and Space Program Center, Beijing 100037, China

  • 摘要:

    相对于月球正面大面积平坦的月海区域，月球背面地形整体崎岖复杂，因此地形地貌的变化会对探测器的软着陆探测产生一定的影响。从任务设计、着陆器设计和月面工作程序3个方面分析了“嫦娥4号”着陆区南极-艾特肯盆地（South-Pole Aitken Basin，SPA），及其相对于“嫦娥3号”着陆区的变化，主要结论包括：1）着陆区范围缩小，由“嫦娥3号”着陆区经度范围16.4°和纬度范围3°，减小到经度范围约4°和纬度范围约2°；2）动力下降策略更改，动力下降过程主减速段结束后，着陆器由斜向前运动轨迹改为接近垂直向下运动轨迹，同时更改测距敏感器的引入时机；3）提高微波测距测速敏感器信号发射功率和信噪比；4）着陆后需要预测着陆器的光照和测控被地形遮挡的情况，然后制定如休眠或月食模式等相应策略等。通过以上优化设计，“嫦娥4号”任务可适应月球背面地形地貌的变化，有效降低着陆过程和月面工作的风险。

    Abstract:

    Chang'e-4 probe is planned to land on the farside of the moon for the first time of the human being. Compared to the nearside of the moon, the terrain on the farside of the moon is rugged and complex, and there is no large flat area, so the change of the terrain will affect the soft-landing of Chang'e-4. The Chang'e-4 landing site on the South-Pole Aitken Basin is analyzed and compared wth the landing area of Chang'e-3 mission, considering the influences ofthe mission design, the lander design and the lunar working procedure. The main conclusions are as follows:1) The latitude and longitude range of the landing area is reduced from 16.4° and 3° for Chang'e-3 mission to about 4° and 2° for Chang'e-4 mission; 2) During the power descent phase, the strategy after the main deceleration phase is changed from the oblique forward motion trajectory to the vertical down trajectory, and the operation time of the distance measuring sensor is also changed; 3) The signal transmission powers and signal to noise ratios of the microwave ranging and velocity sensor will be improved; 4) The lighting of the lander and the communication by the terrain occlusion will be prediected, and the design operation strategies such as sleep mode or eclipse mode will be established. Through the modification, Chang'e-4 mission can be adapted to the changes in the topography of the farside of the moon to reduce the risk of landing and lunar mission.

  • [1] 于登云等. 月球软着陆探测器技术[M]. 北京:国防工业出版社,2016.
    [2] 褚桂柏,张熇. 月球探测器技术[M]. 北京:中国科学技术出版社,2007.
    [3] Sun Z Z,Jia Y,Zhang H. Technological advancements and promotion roles of Chang'e-3 lunar probe mission[J]. Science China (Technological Sciences),2013,43(11):2702-2708.
    [4] 张健,缪秉魁,廖庆园,等. 月球南极艾特肯盆地的地质特征:探索月球深部的窗口[J]. 矿物岩石地球化学通报,2011年,30(2):234-240.Zhang J,Miao B K,Liao Q Y,et al. The geological characteristics of the South Pole-Aitken Basin on the Moon:the window to explore the deep composition of the Moon[J]. Bulletin of Mineralogy,Petrology and Geochemistry,2011,30(2):234-240.
    [5] Kyeong J K,James M D,Jean P W. The South Pole-Aitken basin region,Moon:GIS-based geologic investigation using Kaguya elemental information[J]. Advances in Space Research,2012,50(12):1629-1637.
    [6] David A K,Daniel D D. A global lunar landing site study to provide the scientific context for exploration of the Moon[R]. USA:LPI-JSC Center for Lunar Science and Exploration,2012.
    [7] Peterson C A,Hawke B R,Blewett D,et al. Geochemical units on the Moon:The Role of South Pole-Aitken basin[C]//Lunar and Planetary Science XXXⅢ. USA:[s.n.],2002:46-47.
    [8] Peterson C A,Hawke B R,Lucey P G,et al. Anorthosite on the lunar farside and its relationship to South Pole-Aitken Basin[C]//Lunar and Planetary Science XXXI. USA:[s.n.],2000:1680-1681.
    [9] Lucey P G,Taylor G J,et al. FeO and TiO2 Concentrations in the South Pole-Aitken Basin:implications for mantle composition and basin formation[J]. Journal of Geophysical Research,1998,103(E2):3701-3708.
    [10] Wu Y Z,Xue B,Zhao B C,et.al. Global estimates of lunar iron and titanium contents from the Chang'E-1 ⅡM data[J]. Journal of Geophysical Research:Planets (1991-2012),2012,117(E2):1-23.
    [11] 李飞,马继楠,张熇,等. 基于月球背面的嫦娥4号着陆区选择方法研究[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十三届学术年会,上海:CDSET-CSA,2016.
    [12] 黄翔宇,张洪华,王大轶,等. "嫦娥3号"探测器软着陆自主导航与制导技术[J]. 深空探测学报,2014,1(1):44-51.WANG D Y,LI J,HUANG X Y,et al. A pinpoint autonomous for navigation and hazard avoidance method lunar soft landing[J]. Journal of Deep Space Exploration,2014,1(1):44-51.
    [13] Klumpp A R. Apollo guidance,navigation and control R-695[R].[S.l.]:NASA,1971.
    [14] Thomas F. Lunar landing and ascent trajectory guidance design for the Autonomous Landing and Hazard Avoidance Technology (ALHAT) Program[J]. Advances in the Astronautical Sciences,2010,136:2317-2336.
  • [1] 李明翔, 泮斌峰.  行星着陆动力下降轨迹优化的中心差分凸化方法 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(2): 171-181. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200079
    [2] 王广利, 洪晓瑜, 刘庆会, 李斌, 马军, 苏彦, 郝龙飞.  “嫦娥4号”高精度VLBI测轨技术 . 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(4): 332-339. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20200026
    [3] 张熇, 杜宇, 李飞, 张弘, 马继楠, 盛丽艳, 吴克.  月球南极探测着陆工程选址建议 . 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(3): 232-240. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191003002
    [4] 侯东辉, 张珅毅, RobertFWimmer-Schweingruber, 于佳, SoenkeBurmeister, 沈国红, 袁斌, 王春琴, 张斌全.  月球粒子辐射环境探测现状 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 127-133. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.003
    [5] 段建锋, 李勰, 李翠兰, 王兆魁.  “嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
    [6] 马传令, 刘勇, 梁伟光, 张尧.  “嫦娥4号”中继星应急轨道控制策略设计与分析 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(3): 269-276. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.011
    [7] 叶志玲, 黄晓峰, 顾明.  “嫦娥4号”自主运行任务的设计与实现 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(4): 358-363. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.007
    [8] 孟治国, 李翠, 平劲松, 黄倩, 蔡占川, AlexanderGusev.  月面冯·卡门撞击坑的着陆选址和科学探测目标浅析 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(1): 3-11. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.001
    [9] 陈国辉, 华岳, 王波, 郑士昆, 肖勇, 马小飞, 张爱兵, 陈岚.  “嫦娥4号”中继星伞状可展开天线设计与验证 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(6): 524-530. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.004
    [10] 郑晨, 姚鸿泰.  基于影像数据的冯·卡门撞击坑形貌分析 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(1): 50-56. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.007
    [11] 张立华, 熊亮, 王鹏, 孙骥, 周文艳, 高珊, 刘适, 王晓磊, 关轶峰, 张爱兵, 徐进, 陈国辉.  “嫦娥4号”中继星任务分析与系统设计 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(6): 515-523. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.003
    [12] 黄倩, 王太茂, 赵健楠, 孟治国.  “嫦娥4号”月球背面着陆区月壳及深部结构特征 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(1): 41-49. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.006
    [13] 纪奕才, 赵博, 方广有, 平劲松, 吴伟仁, 宁远明, 卢伟, 周斌.  在月球背面进行低频射电天文观测的关键技术研究 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 150-157. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.008
    [14] 薛长斌, 周晴, 王雷, 耿浩, 刘鹏, 朱重阳, 张文璋, 徐欣锋, 李俊.  “嫦娥4号”任务有效载荷系统设计与实现 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(6): 515-521. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.06.003
    [15] 吴伟仁, 王琼, 唐玉华, 于国斌, 刘继忠, 张玮, 宁远明, 卢亮亮.  “嫦娥4号”月球背面软着陆任务设计 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 111-117. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.002
    [16] 王茜茜, 谢慕君, 李元春.  基于模糊参数优化的小行星软着陆控制方法研究 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 162-167. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.010
    [17] 韩松涛, 唐歌实, 曹建峰, 陈略, 任天鹏, 王美.  面向"CE-3号"软着陆过程的深空网干涉测量技术 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 120-124. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.003
    [18] 吴伟仁, 于登云.  “嫦娥3号”月球软着陆工程中的关键技术 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 105-109.
    [19] 魏若岩, 阮晓钢, 庞涛, OuattaraSIE, 武旋, 肖尧.  小天体软着陆中的地面特征区域提取与跟踪算法 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(4): 308-314. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.04.011
    [20] 黄翔宇, 张洪华, 王大铁, 李骥, 关软峰, 王鹏基.  “嫦娥三号”探测器软着陆自主导航与制导技术 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(1): 52-59.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  2869
  • HTML全文浏览量:  90
  • PDF下载量:  937
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-13
  • 修回日期:  2017-03-28
  • 刊出日期:  2017-04-01

月球背面地形对软着陆探测的影响分析

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
  • 1. 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094
  • 2. 探月与航天工程中心, 北京 100037
  • 收稿日期: 2017-03-13
  • 修回日期: 2017-03-28
  • 刊出日期: 2017-04-01

摘要: 

相对于月球正面大面积平坦的月海区域，月球背面地形整体崎岖复杂，因此地形地貌的变化会对探测器的软着陆探测产生一定的影响。从任务设计、着陆器设计和月面工作程序3个方面分析了“嫦娥4号”着陆区南极-艾特肯盆地（South-Pole Aitken Basin，SPA），及其相对于“嫦娥3号”着陆区的变化，主要结论包括：1）着陆区范围缩小，由“嫦娥3号”着陆区经度范围16.4°和纬度范围3°，减小到经度范围约4°和纬度范围约2°；2）动力下降策略更改，动力下降过程主减速段结束后，着陆器由斜向前运动轨迹改为接近垂直向下运动轨迹，同时更改测距敏感器的引入时机；3）提高微波测距测速敏感器信号发射功率和信噪比；4）着陆后需要预测着陆器的光照和测控被地形遮挡的情况，然后制定如休眠或月食模式等相应策略等。通过以上优化设计，“嫦娥4号”任务可适应月球背面地形地貌的变化，有效降低着陆过程和月面工作的风险。

English Abstract

李飞, 张熇, 吴学英, 马继楠, 卢亮亮. 月球背面地形对软着陆探测的影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
引用本文: 李飞, 张熇, 吴学英, 马继楠, 卢亮亮. 月球背面地形对软着陆探测的影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
shu
LI Fei, ZHANG He, WU Xueying, MA Jinan, LU Liangliang. Influence Analysis of Terrain of the Farside of the Moon on Soft-Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
Citation: LI Fei, ZHANG He, WU Xueying, MA Jinan, LU Liangliang. Influence Analysis of Terrain of the Farside of the Moon on Soft-Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
shu

    全文HTML

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回

    您是第 976321 位访问者

    版权所有: 《深空探测学报》（中英文）编辑部编辑部地址: 中关村南大街5号邮编: 100081电话: （010）81384396/81384397

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计