首次月背着陆探测的“背后”——上海航天技术研究院“嫦娥”四号探测器研制任务侧记

<正>2018年12月8日,"长征"三号B运载火箭成功将"嫦娥"四号探测器送入地月转移轨道,踏上了人类首次月球背面着陆探测的旅程。"嫦娥"四号探测器包括两器一星,即月球软着陆探测器(着陆器)、月面巡视探测器(巡视器)、"鹊桥"中继卫星。上海航天技术研究院承担了"嫦娥"四号着陆器、巡视器5个半分系统的研制任务,包括巡视器移动分系统、结构与机构分系统、测控数传分系统、电源分系统、综合电子分系统移动/机构控制与驱动组件、着陆器一次电源分系统。     

搭建地月通信纽带的“嫦娥”四号中继星“鹊桥”

<正>我国的探月工程自2004年实施以来,取得了举世瞩目的成就,现在又有了新的更宏伟的目标,那就是考察从未有探测器涉足的月球背面。由着陆器、巡视器和中继星构成的"嫦娥"四号任务经过近两年的论证,于2016年1月获得了国家批准,开始了工程研制工作。由于在月球背面探测器无法与地面站直接进行通信,中继通信成为"嫦娥"四号任务首先要解决的关键问题。经过两年多的艰辛研     

图片新闻

<正>2019年1月3日10时26分,由中国航天科技集团有限公司抓总研制的嫦娥四号探测器成功在月球背面东经177.6°、南纬45.5°附近的预选区着陆,并通过鹊桥中继星传回了世界上第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。1月3日22时22分,巡视器踏上月球表面。嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器工作正常,搭载科学实验项目顺利开展,达到工程既定目标,标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此,探月工程取得"五战五捷,连战连捷"。     

北京空间机电研究所助力"嫦娥四号"探测器月球背面软着陆获得成功

<正>2019年1月3日10时26分,"嫦娥四号"探测器自主着陆在月球背面南极—艾特肯盆地冯·卡门撞击坑内,实现了人类探测器首次在月背软着陆和月球背面成像。"嫦娥四号"探测器上搭载了由北京空间机电研究所研制的5台载荷,5台载荷均工作正常并圆满完成任务。     

月球大范围探测巡视器及GNC技术发展综述

对月球大范围探测巡视器及相应制导、导航与控制(GNC)技术进行了综述。首先对月球大范围巡视探测需求进行分析,介绍了世界各国主要的月球大范围巡视器计划研究进展;其次针对月球大范围探测GNC技术研究现状进行了归纳整理,简要分析了进行月球大范围探测任务现存技术难点;最后为实现更加完备高效的月面大范围探测提出了月球大范围探测网构建设想,并分析了其构建目的、意义及关键技术。     

嫦娥奔月记——“嫦娥”四号任务执行纪实

<正>"嫦娥"四号任务概述"嫦娥"四号任务是人类首个在月球背面进行的着陆和巡视探测任务。2016年1月14日,"嫦娥"四号任务通过探月工程重大专项领导小组审议,正式开始实施。工程任务中的运载火箭系统、"嫦娥"探测器系统及"鹊桥"中继卫星均由中国航天科技集团有限公司抓总研制。通过实施"嫦娥"四号任务,我国将实现两个"第一次":第一次实现人类探测器月球背面软着陆;第     

月球巡视器的系统设计优化方法研究

通过月球巡视器的任务分析,指出了巡视器设计中遇到的难题。针对这些难题,在系统工程方法的基础上,借鉴多学科设计优化的思想,提出了月球巡视器的系统设计优化方法。该方法基于月球巡视器的约束条件,在系统层和产品层两个层面开展设计优化,每层分成三个阶段。系统层强调系统设计,保证系统方案的最优,产品层强调单机或部组件设计,确保产品方案最优。嫦娥三号巡视器通过该方法的应用,使其在满足多项约束的前提下各项性能指标达到最优,也验证了该方法的正确性和合理性。此方法对功能复杂、约束严格的航天器具有一定的参考价值。     

嫦娥四号巡视器系统设计与验证

介绍了嫦娥四号巡视器的无法与地面直接通信、月面地形崎岖和遮挡等技术特点,论述了根据技术特点相应的总体方案设计,如相对嫦娥三号巡视器的设备调整、在轨问题的完善设计以及系统安全的操控设计,随后开展了中继双向捕获跟踪和信息传输可靠性验证、嫦娥三号巡视器在轨问题解决措施的系统级验证、巡视器驶离性能验证和月面移动性能验证等针对性测试项目,最后介绍了嫦娥四号巡视器在月面的工作情况,其至今在月面工作时间已超过寿命要求,系统可靠运行,性能稳定,说明总体方案合理可行,可为后续我国月球和火星巡视器的研制提供参考。     

“嫦娥”四号探测器任务概貌

<正>一前言在人类60年的月球探测历程中,完成了对月球的遥感、着陆、巡视、取样返回等多种形式的探测,获得了大量对月球的科学认识。但在"嫦娥"四号之前,还没有人类的航天器踏上月球背面荒芜的土地进行科学探测。"嫦娥"四号任务是我国探月工程又一里程碑式的任务。该探测器在2019年1月3日上午,实现了人类的航天器首次软着陆月球背     

航天科技简讯

<正>NASA的月球勘探轨道器传回"嫦娥四号"图像据[网易新闻]报道,2019年1月初,国家航天局的"嫦娥四号"成功软着陆月球背面,国际间空间组织开展了紧密的合作,进行后续的科学探测任务。NASA的月球勘测轨道器(LRO)近日传回了1月30日拍摄的正处于月球背面的中国"嫦娥四号"月球着陆器的图像,在Von Kármán环形山附近。     

贺电

<正>探月工程"嫦娥"四号任务指挥部并参加探月工程"嫦娥"四号任务的全体同志:在探月工程"嫦娥"四号任务取得圆满成功之际,中共中央、国务院、中央军委向参加这次任务的全体科技工作者、干部职工、解放军指战员,表示热烈祝贺和亲切慰问!"嫦娥"四号任务是我国探月工程四期的首次任务,在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察,首次实现了月球背面同地球的中继通信,并与多个国家和国际     

自主创新树典范 嫦娥工程结硕果(下)——嫦娥三号探测器探月任务创新成果回眸

<正>三、十大技术成就,彰显探测器研制队伍科技强国的"中国心"嫦娥三号探测器包括月球软着陆探测器(简称着陆器)和月面巡视探测器(简称巡视器)2个部分。着陆器包括推进、着陆缓冲等11个分系统,月昼期间,在能源、热控和测控通信的保障下,利用月基光学望远镜、极紫     

“嫦娥”四号探测器亮相 新使命 大可期

正由中国空间技术研究院抓总研制的"嫦娥"四号探测器在第12届珠海航展上首次对外公开展出。"嫦娥"四号是探月工程计划中"嫦娥"系列的第4颗绕月探测卫星,主要任务是继续更深层次、更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息,完善月球的档案资料。"嫦娥"四号由着陆器和巡视器(又称月球车)两部分组成,计划于2018年12月在西昌卫星发射中     

“嫦娥三号”巡视器热试验月面姿态模拟装置研制

月面巡视器在月表移动的过程中,月面起伏和月球(1/6)g重力会对巡视器的热控系统产生不利影响,因此需要在地面试验时对巡视器的热控系统的功能进行验证。文章通过对运动机构在真空低温环境下的适应性研究,研制了一套可以满足"嫦娥三号"巡视器真空热试验中使用的月表姿态模拟装置,该模拟装置通过2套螺旋升降机构实现了巡视器的俯仰和滚动模拟,并经过初样、正样热试验的2次大型试验的使用验证,圆满完成了试验任务,也为以后热试验中运动工装的设计奠定了基础。     

三项国际首次!“嫦娥”四号探月路上争第一

<正>"嫦娥"四号探测器带着国人的重托,在世界的注目中奔向了遥远的月球背面,这一科技实践创新意义重大、影响深远、举世瞩目,被誉为2018年国际上最具影响力的深空探测科学研究工程。那么,"嫦娥"四号为什么要到月球背面软着陆巡视探测,此举有什么重要意义和技术创新呢?第一,推动航天强国建设的重大举措。纵览中国航天发展史,在党中央的正确领导下,在全国人民的大力支持下,历经60余载,中国航天人不懈奋斗,努力追赶世界航天强国,实现了从跟跑到并跑     

基于空间可视性的星球表面巡视路径分析

针对巡视器在着陆区内巡视效率和安全巡视率低的问题,利用着陆器相机在悬停阶段获取的实时数字高程模型(DEM)地形数据,结合并依据巡视器的结构特点、越障能力、空间可视性、科学探测价值等,提出了一种对整个区域的巡视路径分析方法。仿真结果表明:在月球巡视器结构及越障能力已知的情况下,该分析方法能提供一种可靠、高效的初始巡视路径,可为星球表面巡视规划提供参考。     

嫦娥三号巡视器及其技术特点分析

嫦娥三号巡视器是我国月球探测二期工程探测器系统的重要组成部分,实现了我国首次地外天体表面巡视勘察。文章介绍了嫦娥三号巡视器的系统组成、构型及分系统方案要点;分析了月面移动、自主导航与遥操作控制、月面生存、地面试验模拟和系统资源约束等5个方面的技术特点和难点;给出了移动装置和车轮参数优化设计,天地协同操作控制,大温变热设计和自主光照唤醒,月尘和低重力等月面特殊环境模拟,系统集成与设计优化等工程解决措施。     

“嫦娥”四号着陆器和月球车外观设计构型首次公开亮相

正由中国航天科技集团有限公司研制的"嫦娥"四号月球探测器将于2018年12月在西昌卫星发射中心发射,它将首次实现人类探测器在月球背面软着陆和巡视勘察。2018年8月15日,中国探月工程"嫦娥"四号任务月球车全球征名活动启动仪式在京举行,活动首次公布了"嫦娥"四号着陆器和月球车外观设计构型。截至目前,我国探月工程已完成"嫦娥"一号、"嫦娥"二号、"嫦娥"三号和探月工程三期再入返回试验任务。自2013年12月15日顺利驶抵月球表面,到2016年     

利用搜索法对嫦娥三号着陆器和巡视器定位

针对嫦娥三号巡视器相对定位时同波束甚长基线干涉测量（VLBI）差分相位时延存在纳秒量级模糊度的问题,提出利用搜索法对巡视器和着陆器的相对位置进行确定,并将该方法应用于着陆器的绝对位置的确定。首先介绍对嫦娥三号着陆器和巡视器测量的模式以及定位的原理,然后进行相应定位计算。利用该方法对着陆器定位结果与统计定位法结果比较,位置差100m左右,与月球勘测轨道飞行器（LRO）航拍定位结果差异在75m;该方法对巡视器在各停泊点的相对定位结果,与统计定位结果比较,位置差小于1m。     

月面巡视器的任务层路径规划

使用巡视器对月球表面进行巡视探测是一种高效率、低成本的月球探测方法。路径规划作为巡视器的一项重要技术,通常把它作为导航系统的一部分,只考虑地形通过性的问题。实际上除了地形通过性,还有很多因素对路径选择起到决定性的作用。针对月面巡视器,在大范围区域综合考虑地形、能源、热控、通信等全局因素,给出了一种新的路径规划方法——实时贪婪（Realtime Greedy,RG）算法。运用该算法得到了任务层路径,为巡视器的导航系统提供路标点,并为巡视器的动作安排提供了依据。