解析NASA月球空间站：定点在地月拉格朗日点

据国外媒体报道,美国宇航局计划在地球和月球的拉格朗日点（地一月L2）上建设空间站。地一月L2处于地球和月球连线的延长线上,距离月球65000km。由于处于该点的航天器还要受到太阳引力的干扰,     

不同月球借力约束下的地月Halo轨道转移轨道设计

针对地月系L2点不同任务需求下的低耗能转移轨道设计问题,基于不变流形理论与混合优化技术,深入研究了不同月球借力约束与不同幅值Halo轨道的入轨点（简称HOI点）对转移轨道飞行时间与燃料消耗的影响,给出了HOI点选择策略。首先结合任务要求并考虑月球引力影响,在月球借力点施加不同约束条件,通过微分修正算法调整Halo轨道的稳定流形,设计月球到Halo轨道的转移轨道。采用遗传算法与微分修正算法相结合的混合优化策略,在同时考虑地球停泊轨道高度、倾角、升交点赤经与航迹角等多约束条件下,对燃料最优的地月转移轨道进行研究。最后,分析月球借力高度、借力方位角和不同HOI点对平动点转移轨道飞行时间与燃耗变化量的影响,对于考虑月球借力的地月平动点转移轨道设计与应用具有重要的参考价值。     

“小飞”的杰作：地月合影

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。     

地-月系平动点及Halo轨道的应用研究

地-月系统的平动点L1点及L2点的Halo轨道在探月工程中有重要的应用价值，可分别用于地月连续通信覆盖和月球背面的探测。由于在地-月系统中太阳的引力不可忽略，特别是在长时间作用以后，其动力学行为与摄动力较小的日-地系统有明显的不同。本文分析了如何利用太阳引力进入地-月系统的L1点及L2点的Halo轨道、以及由Halo轨道进入近月轨道的问题，两者综合起来构成了一条完整的地月低能转移轨道。研究结果对探月轨道设计有一定的参考价值。     

地月系L2点Lissajous轨道卫星对地月的跟踪规律研究

地月系L2点附近的Lissajous轨道,可以用于月球背面探测。以此为背景,研究运行于Lissajous轨道上的中继卫星对月球和地球的跟踪规律。给出非常适于两轴转动天线运动分析的Lissajous轨道卫星的姿态描述,并初步分析了该卫星本体姿态的测量方案。推导天线中心指向地心和月心的机动角变化规律,并用统计的方法给出了对地跟踪不被月球遮挡的概率;分析Lissajous轨道参数与跟踪规律的关系;基于避免同时处于遮挡区考虑,设计了中继卫星的任务交替策略;最后,研究天线波束宽度对指向精度的影响。所得跟踪规律经数值验证是正确的。     

中国

嫦娥二号到达150万公里外的深空 据国家国防科技工业局消息，截至8月31日，我国第二颗月球探测卫星嫦娥二号已环绕拉格朗日L2点稳定运行近5天时间，预计9月1日与太阳、地球、拉格朗日L2点处在同一平面内。这     

“嫦娥”一号 让月球不再遥远

随着中国绕月探测工程运行的步伐铿锵临近,集千宠于一身、凝聚着中华民族千年梦想和希望的“嫦娥”一号绕月卫星即将离别地球,飞向距离我们38万千米外的月球,在绕月轨道上展开为期1年左右的对月探测活动。当然,这次“嫦娥”一号的出访并不是单兵作战,它将与身后的运载火箭系统、发射场系统、测控系统、地面应用系统一起组成绕月探测工程五大系统,既分工又合作地共同完成地球总部赋予的绕月探测任务,让这个距离地球38万千米的月球从此在世人的心目中不再遥远、神秘!     

印度月球初航航天器即将发射

印度太空研究组织的增强型极轨卫星运载火箭(PSLV)的装配已经开始,准备在今年9月从印度东海岸Satish Dhawan航天中心发射印度的月球初航(Chandaryaan-1)任务。该增强型PSLV运载火箭发射质量约316 t,其推力较标准型更大。耗资约1亿美元的月球初航计划是印度首个探月计划,月球初航航天器质量590 kg,最后的低月球轨道高度为100 km。探测器装有科学载荷11个,其中包括欧洲航天局的X射线光谱仪和X射线太阳监视器。此外,飞船还携带1个质量20 kg的着陆器。着陆器由航天器释放并撞击月球表面,探测和分析由此激起的月球表面尘埃。探测器将在距月球表面100 km的环月轨道上运行2年,勘测月表,绘制完整的月球化学成分地图和三维地图,可向地球传回大量月球图片与测绘数据。印度月球初航航天器即将发射@肖择     

翘首望月球

月上中天,清辉满地,惹骚人墨客无数遐想。对于这个与人类相伴千万年的自然天体,—直以来,我们都赋以感性情思,理性上却知之甚少。至唐代诗人张若虚一句“江上何人初见月,江月何年初照人”表现的淡淡的宇宙意识,才算是较早的对月球的叩问。如今,诗人已逝,诗情退却,将疑问留与后人探索。随着科学时代的到来,登月器的降临,20世纪60年代阿波罗计划的实施,人类在月球取走的样品,使我们终于对月球懂了一点点。这一点点让我们知道月球上也有山,它们比地球上的还高;月球上有宝藏,它们比地球上的还珍贵。也就是这一点点,激励着人类再次向月球迈出理性而坚定的步伐。     

地月空间发展的若干工程与技术问题

针对地月空间发展的关键工程与技术问题，从地月空间运输、月球和小天体资源、月面机器人、地月空间经济圈等角度开展了研究。地月空间运输分为天地往返、地月转移和月面升降等阶段，需要根据不同阶段的环境特征发展不同的飞行器、运输方式和重复使用方案，并考虑地球空间站与载人月球探测的一体化设计。地球静止轨道是理想的地月空间工业园区，月球空间的真空、低重力、低温以及充足太阳能等条件为发展磁悬浮、太空电梯、天钩等电气化运输提供了便利；面对严酷的月面环境和稀缺的人力资源，月面机器人将发挥先导性和主力军作用，用于基础设施建设、航天员陪伴与辅助、人机协作等。地月空间发展不仅仅是载人登月，而是以建立地月空间经济圈为目标，促使国家利益从地面、海洋延伸至地月空间，推动太空产业从围绕地球向围绕地月空间发展，加速人类社会由地球文明向太阳系文明迈进。     

“嫦娥四号”任务“鹊桥”中继星成功实施近月制动

正据报道,2018年5月25日21时46分,探月工程"嫦娥四号"任务"鹊桥"中继星成功实施近月制动,进入月球至地月拉格朗日L2点的转移轨道。此前,由中国航天科技集团有限公司抓总研制的"鹊桥"中继星,于2018年5月21日使用"长征     

俄罗斯“月球-全球”和“月球-资源”探月任务

俄罗斯月球-全球-1着陆器将于2015年发射,主要目的是测试月球着陆器的软着陆技术。月球-全球-2轨道器计划于2016年发射,将先后在距月面500km、150km和50km的高度上飞行。2017年计划发射的月球-资源-1着陆器,将是搭载大量科学载荷和承担相应探测任务的月面科学研究站。与苏联时期所研制的月球车相比,分别在月球-资源-2和月球-资源-3着陆器上搭载的俄罗斯新一代月球车——月球车-3和月球车-4,将携带更加先进的科学仪器,能够精确分析采集样品的化学成分、光谱特征等。其运行模式包括行走、勘察、接近目标、接触目标和样品采集与分析,将对月球极区表面环境进行全面探测。结合对俄罗斯"月球-全球"和"月球-资源"探月任务的介绍,针对中国的探月计划提出如下建议:探月任务的实施,应以科学研究为主要目的,以建立月球基地为目标,借鉴国外探月技术,开展国际合作,为形成独立的月球科学体系打下坚实基础。     

破解月球水之谜

月球是离地球最近的星球,月球是否有水,对于人类来说有着非常重要的意义。它能够在将来航天员登陆月球建立月球基地,甚至人类借月球为跳板探索其他星球之时,起到巨大的作用。月球也是最贴近人类情感与心灵的星球,在中国诗人眼里,月可对饮、月能解语、月也多情,而现在,月亮上又有了水的存在,多了水的滋润……     

考虑月球扁率修正的月球卫星自主导航

针对月球扁率对月球紫外敏感器的月心方向矢量确定的不利影响,研究了月球紫外敏感器的测量原理和敏感到月平边缘时满足的几何约束,提出了一种考虑月球扁率的月心矢量确定方法。并进一步的结合地球敏感器和太阳敏感器的测量信息,研究了基于日地月方位信息的月球卫星自主轨道算法,并评估了月球方位确定算法对导航精度的影响。仿真结果表明,在太阳敏感器、地球敏感器和月球敏感器的精度分别为0.02°(3σ)、 0.05°(3σ) 和0.1°(3σ)的假设下,考虑月球扁率修正的月球卫星的自主导航位置精度能达到300m(3σ),导航速度误差能达到0.6m/s(3σ), 从而保证了环月卫星的导航精度。     

探测器月地转移入射变轨策略优化设计

在探测器月球采样返回任务中,从环绕月球的轨道返回地球的转移入射考虑采用一次变轨或两次变轨的方案。其中,月地转移入射一次变轨方案要求采用大推力变轨发动机,难以实现高精度轨道控制。为此,文章提出将月地转移入射一次变轨机动改为分两次执行,两次间隔大约1天的优化策略。首先讨论了月地转移入射一次变轨的基本设计方法,然后给出了月地转移入射两次变轨方案的优化设计算法流程,并采用数值算例进行了说明。此外,还对月地转移入射三脉冲变轨方案和低能月地转移轨道展开了讨论,并在多方案比较分析的基础上,推荐了月球采样返回任务采用的月地转移入射变轨策略。     

地-月低能耗转移轨道中途修正问题研究

采用地-月低能耗转移轨道的探测器从地球停泊轨道转移到极月轨道一般需要3~4个月时间,这类转移轨道对入轨精度有较高的要求。本文对地月转移轨道中途修正问题进行了研究。文中结合地-月低能耗转移轨道的特点,给出一种分段式多目标多次中途修正方案。利用显式制导结合牛顿迭代,分别以地球和月球作为中心天体求解兰伯特问题,在假设探测器各种轨道误差的基础上进行了蒙特卡罗仿真。采用该方法一般需要3~5次中途修正能够满足月球探测器环月轨道入轨精度要求,整个转移过程燃料消耗小于传统地月转移轨道。文中给出的仿真结果验证了该方案的可行性。     

知识资料窗

知识资料窗月球深测月球是地球的天然卫星，自然地成为空间探测的第一个目标。自１９５９年１月２日，前苏联发射第一个月球探测器月球１号以来，美、苏两国已发射了６０多个月球探测器和登月载人飞船。对月球探测的方式有：（ｌ）在月球近旁飞过或在其表面硬着陆，利用这...     

印度将于2013年发射月球航行-2任务

据报道,印度下一个探月任务月球航行-2将于2013年发射。月球航行-2是印度第二个探月任务。这个由印俄合作的项目为期4年,印度太空研究组织（ISRO）负责管理。月球航行-2将是一次无人任务,它将着陆在月球表面,进行化学、矿物学实验并拍摄月球地图,以此证实月球航行-1的结论。     

月球返回再入着陆场位置选择限定因素分析

月球返回再入着陆场不仅影响月-地返回转移和返回再入飞行,同时也影响整个月球飞行任务的规划和设计.文章首先分析了航天器与地-月间的相对位置关系;结合月-地返回转移及返回再入轨道特性,理清了月球、地球着陆场和航天器三者在惯性空间内相对位置的内在约束关系;最后分析并通过仿真研究,明确了制约航天器返回再入着陆场位置选择的限定因...     

深空探索的新跳板

日前,几家世界级的航天类公司计划展开合作,在地球和月球之间比较特殊的一个位置,建立类似空间站一样的太空常驻"基地",并且利用这一位置的特殊性所带来的有利条件,作为日后深空探测的跳板,为人类未来的太空探索事业出力。这一特殊位置,就是"L2"。L2即Lagrange second point,译作"拉格朗日第二点"。"拉格朗日点"简称"朗日点",是以著名的法国数学家和力学家"拉格朗日"命名的宇宙空间中的点,也被称为太空中的天平点。"朗日点"存在于两个大的天体之间,由于受到两个天体的重力影响,位于这一点上的小型天体可以相对保持平衡,不需要动力推进来抵挡引力的作用。在每两个大型的天体,