“阿波罗”载人登月工程

“阿波罗”载人登月工程是美国国家航空航天局在20世纪六七十年代组织实施的载人登月工程，或称“阿波罗计划”。“阿波罗”计划采用月球轨道交会法，用强大的“土星”5号运载火箭把50吨重的航天器送入月球轨道。航天器本身装有较小的火箭发动机，当它接近月球时，能使航天器减速进入绕月轨道。     

ESA公布Moonlight月球卫星星座计划

ESA网站2021年5月19日报道,ESA计划启动专门用于为国际月球探索活动提供通信和导航服务的"月光"(Moonlight)卫星星座计划,并宣布资助两个企业团队开展相关概念研究. 当前,国际上正在迎来新一轮月球探索高潮,数十个机构和商业团队正在规划月球探索任务,并设想未来实现航天员长期驻月.ESA计划借助企业联盟打造环绕月球的卫星星座,为月球探索任务提供通信和导航信号,为地面控制团队及科学家提供充分的定位服务和持续的连接.可共享的通信和导航服务可以降低未来单项探月任务的设计复杂性,减轻航天器的质量,为科学仪器和其他货物腾出更多空间,提升单项任务的成本效益.     

基于遗传算法的航天器纯星光导航方法

对于地月转移轨道的航天器,提出了以地球和月球两个近天体与三颗恒星之间的星光角距作为观测量,采用最小二乘法进行位置解算的方法.鉴于该方法精度不高,进一步以月球和恒星的天文信息为观测量,利用行星敏感器测量航天器与地球、月球之间的几何关系,利用星敏感器识别星光,建立航天器的位置方程,并通过遗传算法解算位置方程,进而实现对航天...     

人类探索月球史

国际宇航界近年来重提登上月球,建立月球基地,开发月球资源,将月球作为人类向太阳系进军,载人飞向火星的前哨阵地和后勤支援基地。月球基地除了具有近地轨道空间站的优点外,还有它独到之处,如不需要轨道维持系统,可供开发和利用的矿产资源等。当然,建立月球基地不是一二个国家能担负起来的,它将是世界范围空间合作的产物。本期刊登的两篇文章,回顾了人类探索月球的历史,直到阿波罗载人登月这一历史壮举,并向读者介绍一点国际上对建立月球基地的设想。     

太空拖船OR战舰?"宙斯"核动力项目渐露峥嵘

俄罗斯在2021莫斯科航展上展出的"宙斯"核动力太空拖船TEM的概念惊掉了很多人的下巴,它的造型如同星际战舰,可以执行从地球到月球、地球到火星、月球到火星的远距离运输任务,可以执行地球附近的航天器轨道调整任务,大大节省火箭发射的费用,而且寿命长达几十年.     

利用月球引力场改变地球卫星轨道倾角原理

文章以休斯公司利用月球引力拯救“亚洲三号”通信卫 星的活动为背景,引入影响球的概念,对利用天体引力场改变航天器运行轨道倾角的原理进 行了探讨,并得到利用目标天体改变轨道倾角所应满足的两个条件：目标天体的运行轨道和 空间位置。利用一条假设的卫星轨道说明了月球引力场对其轨道倾角的影响。     

欧洲第一个月球飞行任务即将启程

2003年7月8日,欧洲航天局的月球探测器SMART-在完成了全部机械和电检测后成功地通过了飞行就绪评估。SMART-1于近日被送往位于法国圭亚那的库鲁航天中心。在航天器与阿里安5运载火箭安装在一起之前,要进行电检测和燃料加注。同时与SMART-1航天器一起升空的还有另外两颗卫星。SMART-1将运用电推进方式从地球静止转移轨道进入月球轨道。转移所需的时间大约为15至17个月。整个飞行过程可以分为4个阶段:(1)发射和早期     

美国载人探测月球火星新方案

研究载人探测月球、火星的“综合小组”,接受美总统府和美航宇局(NASA)的咨询,提出下列方案。把空间站的作用限制在研究载人探测月球、火星所需的受控生态环境生命保障系统(CELSS)和微重力下人的生理学上。以前把飞向月球、火星的载人航天器装在空间站上的方案,使结构过于复杂,不现实,因而被否定。综合小组的构思是,载人探测火星用的航天器是可搭载220t有效载荷的超大型助推器,分两次发射,而后在地球低轨道上对接、组装。     

基于通用测控信号的多频点同波束干涉测量

提出利用两个深空航天器的通用测控信号进行多频点同波束干涉测量,实现两航天器的高精度相对测量。对差分相位时延进行理论推导,提出了一种针对两航天器测控信号主载波存在频差情况下的差分时延观测量误差的模型修正方法,并对月球轨道上两航天器间同波束干涉测量地面跟踪测量条件进行了分析。仿真结果表明,利用两航天器的通用测控信号进行多频点同波束干涉测量,经误差模型修正后获取了误差小于皮秒量级的差分相位时延,能为深空航天器间相对导航定位提供高精度的观测量信息。     

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。     

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。     

一种基于星载GPS的月球探测器导航算法

为验证GNSS旁瓣信号对中高轨航天器在轨飞行的导航支持能力,"嫦娥5号"飞行试验器搭载了GPS导航接收机。由于目前使用的星载导航解平稳性不够,为此,根据月球探测器不同飞行段落轨道动力学特性,建立了一种基于星载GPS数据的月球探测器实时导航算法。该算法充分考虑了月球探测器不同段落的动力学特性,基于UKF滤波设计,并引入了自适应策略,以降低滤波参数选取的难度。在分析星载GPS数据特点基础上,月地返回段实测数据的处理结果验证了算法的可行性和有效性。     

航天器控制的现状与未来

航天器控制技术是决定航天器发展水平的关键技术之一.针对不同航天活动对航天器控制的特殊要求,分析了高性能卫星、载人航天器、月球探测器和深空探测器等航天器控制的现状.杨嘉墀院士指出航天器控制必将走向智能自主控制之路.进一步提出,航天器智能自主控制应秉承"理论方法、系统结构、器部件要同步研究"的思想和方法.从目前应用情况看,北京控制工程研究所提出的基于特征模型的智能自适应控制方法是大有前途的方法.     

美国的空间交会对接技术

为了给"阿波罗"登月计划作技术准备,美国研制和发射了"双子星座"系列两舱式飞船,用于突破和掌握太空行走和空间交会对接技术。1966年3月,美国"双子星座"8号飞船与由"阿金纳"火箭末级改装的目标航天器实现了世界上首次交会对接。1969年7月,美国"阿波罗"指令舱与登月舱实现了首次月球轨道人控交会对接。进入20世纪80年代,美国投入巨大的人力、物力,     

创新驱动谋发展,实干兴业谱新篇——专访北京控制工程研究所所长袁利

从1956年到2017年,北京控制工程研究所(以下简称"研究所")走过了六十一载春秋,与新中国航天事业相伴而生,共同成长。"东方红"系列卫星、返回式系列卫星、"资源"卫星、"神舟"系列飞船、"嫦娥"月球探测卫星……数百个航天器见证了研究所一次次的技术创新与突破,见证了我国在筑梦航天领域迈出的坚实步伐。研究所长期从事航天器制导、导航与控制系统、姿态轨道控制系统、程控系统、推进系统及其部件研制,以及控制科学与信息科学领域基础和前沿研究。成功研制了我国在轨90%以上的星船控制系统、推进系统及其产品,为我国航天事业做出了卓越贡献。     

轨道维持与调相的综合优化策略研究

在交会对接飞行任务设计研究中必须首先确定目标航天器的轨道设计策略,研究了一种将目标航天器轨道维持和调相两种任务进行综合优化的策略.轨道维持的任务是使得目标航天器轨道的形状和位置符合交会要求,调相的任务是使目标航天器在轨道中的初始相位角符合交会要求.在考虑了交会对接发射窗口、交会终端约束条件下,将目标航天器轨道设计问题转化为一个非线性规划问题,应用序列二次规划方法对其进行了求解.仿真计算表明,这种方法既能以较少变轨次数满足交会对接任务要求,又能节省燃料,为空间交会对接任务规划提供了重要参考.     

空间扫描

俄罗斯决定独立开发月球据2006年12月28日报道,由于美国未接受联合开发月球的建议,俄罗斯决定独立开发月球,并将于2010年出台开发月球的具体计划。按照目前的设想,俄罗斯将制定2025年之前的月球开发“三步走”计划,其内容是:首先以“国际空间站”为基础建立轨道基地,发射载人飞     

国际动态

<正>NASA选择蓝源公司开发第二型载人月球着陆器5月19日消息，NASA授予蓝源公司（Blue Origin）团队价值34亿美元的固定价格合同，落实该机构制定的“可持续月球开发”（SLD）计划，为“阿尔忒弥斯”（Artemis）计划开发第二型载人月球着陆器（HLS）。蓝源公司团队由波音（Boeing）、     

美国正在研制绕月卫星--月球勘测轨道器

全球已经掀起了探月热，欧洲的SMART-1已进入月球轨道；中国正在研制嫦娥-1号卫星；印度将通过月球初航1号卫星考察月球。而在美国，自从2004年1月布什宣布新太空设想以来，美国航宇局制定出了一系列具体的探测计划，其中包括无人月球探测计划，该计划的第1个项目已经确定，就是美国新型绕月卫星——“月球勘测轨道器”，该卫星计划于2008年10月15日发射，它将是美国重返月球迈出的第一步，向来来人类探索更远的宇宙空间铺平道路。     

图解世界载人航天发展史(十六)

<正>天地往返载人航天器"阿波罗"号飞船"阿波罗"号飞船主要由指令舱和服务舱两个舱段组成,圆锥状的指令舱在前,圆柱状的服务舱置后。指令舱高3.5米,底部直径3.9米,重约6吨。服务舱直径3.9米,高7.6米,重25吨。图为正在环绕月球轨道上运行的登月舱内的航天员拍摄的"阿波罗"号飞船。