“辉夜姬”月球探测器轨道设计与控制技术（上）

一、引言 日本的“辉夜姬”月球探测器是阿波罗时代之后最复杂、规模最大的月球探测任务。“辉夜姬”于2007年9月14日由H-2A运载火箭送入调相轨道．10月4f3进入绕月轨道．10月18日进入对月观测轨道——轨道高度为100公里的月球极地圆轨道。它于2009年6月1113按计划撞击月球．完成所有使命。     

知识资料窗

火星太阳系中由里往外的第四颗行星。质量6．421×1020吨，赤道半径3398公里，扁率0．0059，平均密度3．94吨／米‘，与太阳的平均距离1．523691天文单位（2．28X10’公里），轨道偏心率0．0934，轨道倾角1．85°，公转周期686．98天，会合周期779．94天，平均轨道速度24．13公     

月球重力场环境对月球卫星轨道影响分析

文章分析了月球复杂的重力场环境对月球卫星轨道运行的影响。通过月球卫星冻结轨道与地球卫星冻结轨道的对比分析,结果表明月球重力场存在较大异常,并由此引起月球卫星轨道发生较大漂移。另外,月球冻结轨道在带谐项影响下还存在中等周期的漂移,仅简单考虑带谐项系数无法求得完美的月球冻结系数。由于月球重力场异常对绕月卫星的影响与地球轨道卫星情况相比存在很大差异,因此月球轨道卫星的长期运行与控制策略的设计必须充分考虑此影响。     

环月轨道器运动中的月球物理天平动问题

采用类似对地球岁差章动的处理方法,讨论月球物理天平动对月心赤道坐标系 以及月球卫星轨道的影响。在对月球物理天平动的分析表达式与高精度数值历表进行比较的 基础上,给出了相应的月球引力位的变化及相应的坐标系附加摄动解,清楚地表明了对月球 卫星轨道影响的规律。所获结果与数值解进行了比对,证实了从定性和定量两个方面来看本 文的讨论都是有意义的,从而表明月球物理天平动分析解的简单表达式在某些问题中（特别 是定轨和预报）是有实用价值的,而且在建立轨道摄动分析解时,无需像地球卫星那样,去 引进混合形式的轨道坐标系,采用历元月心平赤道坐标系即可。最终表明：无论是采用数值 法定轨和预报还是分析法定轨和预报,均可采用统一的月心平赤道坐标系,这可避免一些不 必要的坐标转换。     

空天瞭望

SMART-1探月器到达月球经过长时间的迂回飞行,欧洲SMART-1月球探测器已于2004年11月15日被月球引力俘获,安全地进入了绕月球飞行的轨道。此后几周内,该探测器将进一步调整轨道,最终将进入近月点300公里、远月点3000公里的轨道。按照计划,它将在2005年1月开始其月面科研工作。SMART-1全称为“小型先进技术研究任务”1,重370公斤,2003年9月底由阿里安5火箭发射升空,是欧洲发射的首颗月球探测器。它的任务包括在月球上寻找水冰。它将首次对月面上的关键化学元素进行全面调查,并将研究月球起源于一颗较小的行星与地球发生的一次猛烈碰撞的…     

月球卫星轨道摄动及冻结轨道研究

利用理论分析、数值仿真与相图分析,论述了月球卫星冻结轨道与地球卫星冻结轨道的区别,分析结果表明,月球重力场存在较大异常,会引起月球卫星轨道发生较大漂移。月球冻结轨道在田谐项影响下,还存在中等周期的漂移。仅简单考虑带谐项系数,无法求得完美的月球冻结系数。月球重力场异常对绕月卫星的影响与地球相比存在很大区别。月球轨道卫星的长期运行与控制策略的设计,不能按照地球轨道卫星的传统方法。目前使用的月球引力模型精度较差,尽管基于这些不可靠的引力模型,可以得出很多有用结论,但对未来高精度的月球探测任务来说,还存在不足,需要在将来的月球探测任务中,探测高精度的月球重力场,以利于未来月球探测航天系统的任务分析与设计。     

非静地轨道通信卫星与阿基米德系统

非静地轨道通信卫星与阿基米德系统众所周知，在赤道上空距地心４．２万公里的静止地球轨道上的通信卫星从地面上看起来是不动的，所以通常可采用非跟踪式的地面站天线。这是静地轨道卫星的优点之一。使用静地轨道的另一个好处是，在这样高的轨道上，一颗卫星可覆盖近１／...     

发射消息

欧洲首个探月器SMART-1将在9月初以2公里，秒的速度撞向月球。用285公斤的身驱为探月贡献最后一份力量。2003年9月27日升空的SMART-1借助离子发动机于次年11月15日进入月球轨道。它旨在用小型仪器测量月面的主要化学成分，并研究月球是否形成于一较小的行星与地球的碰撞。撞击预计9月1～2日进行，但尚有15小时的不确定性。撞击点选在月球正面，以便于地面观测。6月底，SMART-1将做两次机动，以细化撞击时间。这将使轨道最低点降到300公里以下。7月初完成机动评估、定轨及撞击时间预计后，轨道最低点将降至200公里。     

目标天体极轨道卫星的轨道寿命

星际探测器轨道的特征与探测目的密切相关，对目标天体两级地区进行探测显然采用的是极轨道（或接近极轨道）。对于这类卫星（或称轨道器），如果轨道半长径较大，则会因第三体报骚动国导致轨道偏心率增大，使其近星距减小到等于目标天体的赤道半径而落到该天体上，结束其运动寿命，即使目标天体不存在大气（如月球等）亦会如此。     

“嫦娥一号”的奔月路线

绕月探测工程卫星系统副总设计师孙泽洲介绍,"嫦娥一号"的任务是环月探测,设计寿命为一年,并且不再返回地球。它从地球发射升空后,先沿椭圆轨道绕地球转5～7圈,需要10～12天才可飞到月球附近。卫星飞行中有多次加速和减速过程,不同阶段卫星的飞行速度不一样,地月转移轨道入轨     

火星探测器轨道

火星探测器的运动可分为 3个阶段 :绕地心 (地球质心 )运动阶段 ,绕日心 (太阳质心 )运动阶段 ,绕火心(火星质心 )运动阶段。在飞行时间最长的绕日心运动阶段 ,火星探测器相对于日心的运动轨道视其飞出地球引力作用球 (半径约 930 ,0 0 0km)时相对于日心的速度不同 ,可以为以日心为焦点的椭圆或抛物线或双曲线。当速度量值小于该处逃逸太阳的速度 (指从该处出发能飞离太阳引力场的最小速度量值 )时 ,轨道为椭圆 ;等于逃逸速度时 ,轨道为抛物线 ;大于逃逸速度时 ,轨道为双曲线。地球和火星绕太阳的公转轨道为两个基本同面的椭圆。地球公转轨…     

风云二号卫星及其应用系统简介

风云二号卫星 风云二号静止气象卫星将定点于东经１０５度赤道上空距离地球３５８００公里的地球同步轨道上。卫星是一个直径２．１米，高１．６米的圆柱体。卫星姿态是自旋稳定，自旋速率为１００±１转／分。 它的主要功能是 扫描辐射仪每半小时可获取一辐全景原始云图信息。包括可见光（０．５５－１．０５微米）、红外（１０．５－１２．５微米）和水汽（６．２－７．６微米）三个通道。可见光星下点分辨率约为１.２５公里，红外和水汽通道星下点分辨率约为５公里。利用可见光通道可得到白天云和地表的反射辐射信息，红外通道可得到昼夜…     

“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!     

飞月轨道引力捕获设计方法研究

利用太阳引力摄动与月球绕飞设计的地月转移轨道（飞月轨道），与霍曼转移相比，虽然飞行时间较长（约三、四个月），但可显著节省速度增量（可达１５０米／秒），对无人月球探测器尤为适合。应用平面圆型限制性四体问题动力学模型，选择从月球出发的初始条件。借助“地心距－时间曲线”，从平面圆型限制性四体问题转换为一般的限制性四体问题。通过典型模拟计算，分析负向积分（从月球轨道出发）初始轨道参数及太阳方位对月球探测器     

美国两探测器进入绕月轫道

2011年12月31日和2012年1月1日，经过约3．5个月的迂回飞行，美国航宇局两个“圣杯”号（GRAIL）月球探测器，即“圣杯”A和B，分别点燃主发动机，进入绕月球运行的近极椭圆轨道，轨道周期约11，5小时。     

发射消息

宇宙神5—401型火箭6月18日在卡角发射了“月球侦察轨道器”（LRO）和“月坑观测与探测卫星”（LCROSS）。LRO轨道器由戈达德航天飞行中心研制．重约1吨．装有6台科学仪器和一台技术验证装置。它经4．5天的飞行后进入绕月轨道．调试后进入高50公里的主探测任务轨道,将先开始1年的基本观测．并可能将工作时间延长数年．     

知识资料窗

知识资料窗太阳同步轨道轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转方向相同、旋转角速度等于地球公转的平均角速度（即０．９８５６度／天或３６０度／年）的人造地球卫星轨道，称作太阳同步轨道。太阳同步轨道的倾角都大于９０°，即它是一条逆行轨道。在圆轨道时，倾角...     

海湾战争中的美国军事卫星(二)

五、多址通信卫星 多址通信卫星(Macsat: Multiple Access communication Satellite)是美国海军的一种轻型军用存储和转发卫星。卫星重约68公斤,采用740公里高的圆形极轨道,为双星工作体制。每天最多绕地球飞行约15圈,每圈在赤道位置的可视时间为5～10分钟。 多址通信卫星能从有人值守的地面站和无人看管的传感器接收到电文信息。接收到的电文被存储在卫星的存储器里,尔后再     

载人登月飞行方案研究

根据载人登月任务有无地球轨道和月球轨道交会对接,将登月途径分为地球轨道交会-月球轨道交会、地球轨道交会-直接返回、地球轨道不交会-月球轨道交会,以及地球轨道不交会-月球轨道不交会四类,并对各自可能的演变登月方式进行了分析。对载人登月的质量规模及运载火箭需求进行了分析,讨论并比较了一次发射、基于环月轨道交会组装和基于近地轨道交会组装方案的时间窗口和登月方案,并给出了建议。研究可为我国载人登月任务方案选取提供参考。     

航天短讯

嫦娥一号提前调整轨道成功 2008年1月27日,嫦娥一号卫星于当天23时50分48秒实施轨道调整,发动机点火60余秒,卫星轨道抬高近2km。北京航天飞行控制中心主任朱民才称,2月21日有一次月食,届时,整个月球以及绕月卫星都会被地球挡住阳光,预计时间为3～4h。这次轨道调整后,