地月拉格朗日L2点中继星轨道分析与设计

地月L2点位于地月连线的延长线上,在地月L2点运行的卫星可以连续观测月球背面,解决月球背面与地球之间的通讯问题,在月球背面着陆探测任务中起着至关重要的作用。对从地球出发、利用月球引力辅助变轨、形成地月L2点的轨道进行了研究,分析了发射窗口、地月转移时间、近月点高度、近月点倾角、轨道振幅等多项因素对转移轨道和使命轨道特性的影响,寻求满足地月L2点中继任务需求的飞行轨道。通过分析研究,文章明确了转移和使命轨道的相关特性,可为中继星任务轨道的参数设计和优化提供有益参考。     

从日地系统L2出发借力月球飞越近地小行星

对于停留在日地系统L2的“嫦娥2号”探测器,其后续飞行方案有多个选项,例如主动撞月或重返月球轨道、返回地球轨道或再入大气、飞往地月系统L1/L2或日地系统L1、进入深空飞越近地小行星(最终,“嫦娥2号”于2012年12月13日成功地实现了对Toutatis小行星的近距离飞越)。探讨上述的飞行方案需要对飞行轨道进行初步设计,总的速度脉冲限制在100 m/s以内并且需要考虑探测器同时受到太阳、地球、月球的引力作用。本研究设计了探测器从日地系统L2出发借力月球实现Toutatis小行星飞越的飞行方案,与直接飞越方案相比,借力月球可以进一步节省探测器的燃料消耗,其等效速度脉冲设计值为58.47 m/s。     

地-月L2点中继星月球近旁转移轨道设计

位于地月L2点周期轨道的中继星将首次为"嫦娥4号"月球背面着陆探测任务提供通信中继服务。中继星转移轨道设计是中继任务实施的关键环节。针对中继星转移轨道存在转移时间、近月点高度和halo轨道振幅等约束条件,系统研究了基于月球近旁的地月L2点转移轨道设计方法。首先基于限制性三体模型,分析了halo轨道族与着陆点可见性关系;然后将月球近旁转移轨道分为地月直接转移段和地月动平衡点附近周期轨道拟流形入轨转移段,采用带有状态约束的微分修正算法对这两段轨道进行拼接,得到了从地球附近至目标轨道族的月球近旁转移轨道;最后,针对南族halo轨道分析了halo轨道振幅和月球飞越高度对转移轨道设计的影响,以及转移轨道的入轨相位分布。仿真结果表明:月球近旁转移轨道设计方案具备工程上的可行性与优越性。该方案可以为实际工程任务和应用提供参考。     

地月L2点周期轨道的月球背面覆盖分析

地月L2点附近轨道具备独特的动力学和运动学特性,是月球背面探测任务的中继卫星首选布设位置。面向未来月球背面探测任务的中继通信需求,分析并研究了地月L2点周期轨道(halo轨道)对月球背面的覆盖。在圆型限制性三体问题模型下,研究并给出了halo轨道族延拓计算方法,基于延拓法设计了地月系大范围南北halo轨道族;给出了中继卫星的月球背面覆盖计算模型,定义了相应的时间覆盖因子;数值仿真了地月系南北halo轨道族的月球背面覆盖情况。研究结果表明:地月L2点周期轨道幅值和类型决定其对月面的覆盖性,幅值较小的轨道的月面整体覆盖性较好,幅值较大的轨道对月球南北极覆盖较好,南北族轨道分别有利于月球南北半球的覆盖。文章研究可为我国"嫦娥4号"月球背面探测任务的中继星轨道设计提供有益参考和借鉴。     

30年前留在月面的仪器尚在工作

３０年前，阿波罗－１１飞船的航天员留在月球表面的一台仪器至今还在向地球提供科学数据。这台仪器叫做“月球激光测距仪”。科学家们用这台仪器测得的精确数据分析，发现月球正在远离地球，地球形状正在发生变化。这些变化极其微小，没有月球激光测距仪这种前所未有的极高精度的测量是察觉不到的。科学家还利用月球激光测距仪验证了爱因斯坦相对论的若干预言。月球测距仪实际上是一台激光反射器，其作用是反射从地球射来的激光束。通过测量激光束脉冲从地球到月球，再从月球返回地球的时间，计算出地月之间的距离。该激光测距仪与其他留在…     

月球:带装甲的不倒翁

关于月球的来历一直有不同的看法,其中主要有地月同源说、地球捕获说和地月同体分离说。地月同源说认为,地球和月球是从同一团原始星云物质演化来的;地月同体分离说认为,地月本是一体,后来因撞击而分离;地球捕获说认为,月球是地球在运行当中捕获的一颗闯入太阳系的死行星。俄罗     

开发我国月球车的初步设想

1 月球探测的重要意义 □□月球是地球的近邻，也是地球惟一的天然卫星。从20世纪50年代末至70年代初，苏联共向月球发射了47个无人探测器，与此同时，美国也向月球发射了36个无人探测装置。人们对从月球采集到的382.7kg月球土壤和岩石样品通过全球性合作研究，对月球表面环境     

地月L2点中继星长阴影影响研究

地月L2点中继星环绕地月L2点飞行时,会经历由地球或月球遮挡太阳而产生的阴影,部分阴影时长较长,中继星进入长阴影,严重时会威胁卫星平台安全。基于月球背面软着陆探测工程目标和中继星绕飞地月L2点halo轨道特性,分析长阴影的分布特征,以及阴影时长与轨道相位、振幅、构型等因素的关系,进而对长阴影的规避方法和适用范围进行探讨。研究结果为地月L2点中继星长阴影问题提供了分析方法和应对方案。     

中国航天

<正>再入返回飞行器服务舱飞离地月L2点探月工程三期再入返回飞行器服务舱已完成环绕地月系统拉格朗日-2点(简称地月L2点)的拓展试验任务,于1月4日23时实施逃逸机动,飞离地月L2点,1月中旬飞回月球轨道继续为嫦娥五号任务开展在轨验证试验。这是我国航天器首次到达地月L2点,服务舱实现了环绕该点飞行三圈,开展了全新的科学探测任务,验证了轨     

月球:红光盯住我们

月球接纳了地球之“鹰”１９６９年７月２０日，冷战中的美国“阿波罗１１”号登月行动成功。但当低空宇航员阿姆斯特朗朝仪表盘看去时，他发现，计算机控制系统的误差使得他飞过了预定的着陆点达到６．５千米之多。实际上，早在距月球表面３００余米时，阿姆斯特朗就注意到他们正朝着前方的月球火山飞去，他甚至已经看到满是乱石的火山口。这是危险的讯号。如果在火山降落，只会粉身碎骨。危险正在加强。偏离航线达６千米以上，在地球上也是“恶劣的境地”，现在是未知世界，登月舱的燃料到了可怜的地步。作为宇航员，他觉得自己痛苦到了极…     

向月球飞行轨道的若干特性研究

利用圆锥曲线拼接技术,研究从地球圆形停泊轨道飞向月球的轨道及月球卫星轨道的轨道特性.当地月转移轨道平面与月球轨道平面共面时,月心轨道和地月转移轨道射入条件的关系可用一组代数方程描述;不共面时,可用一组超越方程迭代求解.数字仿真得到了有益结论.      

短消息

正6月14日,我国探月工程嫦娥四号任务中的鹊桥中继星成功实施轨道捕获控制,进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道,成为世界首颗运行在地月L2点Halo使命轨道的卫星。后续,鹊桥中继星将在此轨道陆续开展在轨测试和中继通信链路联试,为今年年底择机发射的嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。     

如何飞到月球?

月球是距离地球最近的天体,但是如何从地球飞到月球并不是一个简单的问题。虽然早在30多年前阿波罗航天员就已经登上月球,但是今天人类重返月球不能简单地重复阿波罗登月的方式。因为今天人类重返月球比当年阿波罗登月要复杂和困难,不仅飞往月球的人数和次数比阿波罗飞行要多得     

“小飞”的杰作:地月合影

<正>据国防科工局消息,11月28日,探月工程三期再入返回飞行试验器服务舱飞抵地月系统拉格朗日L2点,实施了地月L2点绕飞期间第一次轨道维持控制。在完成地月L2点探测活动后,服务舱将返回月球并进入环月轨道开展后续拓展试验项目。11月1日,服务舱与返回器分离后,经过两次轨道控制,返回到远地点54万千米、近地点600千米的大椭圆轨道,开展拓展试验任务。11月9日16时,服务舱携带的相机在距离地球54万千米,距离月球92万千米处拍摄了清晰的地月     

向月飞行轨道的若干特性研究

利用圆锥曲线拼接技术，研究从地球圆形停泊轨道飞向月球的轨道及月球卫星轨道的轨道特性，当地月转移轩道平面与月轨道平面共面时，月心轨道和地月转移轨道射入条件的关系可用一组代数方程描述，不共面时，可用一组超越方程迭代求解，数字仿真得到了有益结论。     

人类探测月球史话

月球是地球的天然卫星,是离人类最近的一个天体。人类进入航天时代以后,月球就成了航天探测的重点对象和航天员拜访的第一个地外星球。 地月系中的月球 在太阳系9大行星中,除离太阳最近的水星和金星外都有天然卫星。具体分布是地球1颗、火星2颗,木星17星,土星23颗,天王星15颗,海王星8颗,冥王星1颗。据最新消息,近期科学家又发现了木星和土     

月表温度和地形对科研站选址的影响

月球极区具有独特的地理特征和潜在的水冰资源,是未来月球科学探测和基地建设的优选区域。但月球极地具有太阳光照条件差异显著、月地直接通信范围有限、月表温度变化幅度大、地势陡峭等特点,对选址研究提出了巨大挑战。定量化地研究月球极地相对宜居区的温度和地形分布,对于深入探索月球极地具有重要意义。利用月球勘测轨道器(LRO)上搭载的激光高度计(LOLA)和辐射计(Diviner)的观测数据产品,建立了一种月球相对宜居区的评估方法;并以月球南极为目标选取了典型的相对宜居区,对相对宜居区内的表面温度的日变化和季节变化特征进行了研究,分析对比了各相对宜居区的地形坡度、表面粗糙度和地形高度分布等情况。其中区域A(Scott M附近)地处月球南极的相对高地(约3～7 km),坡度(中位数为8°)和表面粗糙度(小于2 m)适中;区域B(de Gerlache附近)最靠近南极中心,太阳可见度可高达0.8,坡度较陡(中位数为12.4°),表面粗糙度适中(小于2 m);区域C(Amundsen附近)的地势最低(约-1.8～-0.5 km),太阳可见度(小于0.6)和地球可见度(小于0.5)最小,地形坡度最缓(中位数...     

NASA研究在月球附近建深空前哨站

NASA正加紧评估在月球背面附近建设一个“有人照料航路点”的方案,且可能会考虑国际合作及让商业和学术界参与。该局正组建一个研究小组来制订一项能合理衔接的计划,在称为第二地月天平动点（EML-2）的一个点开展探测。     

嫦娥-1的奔月之路

中国已经发射过各种轨道的人造地球卫星,但是还没有发射过人造月球卫星.从地球到月球不但距离遥远,将近4×105km,而且月球自身还在围绕地球进行公转,平均运动速度为1.023km/s.因此,如何让嫦娥-1月球探测卫星与运动着的月球精确交会,并按绕月的工作轨道运行是非常困难的事情.在世界探月历史上,曾多次发生探测器距离月球很远飞过,与月球"失之交臂",也曾发生过探测器未能进入环月轨道而撞到月球表面上"粉身碎骨".由此可见,嫦娥-1飞行轨道的设计是整个工程中一项必须突破的关键技术.     

在月球上我们将赢得世界杯

如果2106年的世界杯足球赛在月球上举行，西班牙队一定能取得比在今年的世界杯上更好的成绩。 如果在月球上举办世界杯，我们一定能看到更激烈更精彩的比赛。由于月球上的重力只有地球的1／6，足球到了月球的重量只相当于地球上的1／6，随随便便踢一脚球部可能成为“重炮”。因此可以预想一下，月球上足球场地的长度应该是地球上的6倍，只有600多米的长度才能适应月球上的“长传球”。