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| 基于激光干涉星间测距原理的下一代月球卫星重力测量计划需求论证 | |
| 引用本文： | 郑伟,许厚泽,钟敏,员美娟.基于激光干涉星间测距原理的下一代月球卫星重力测量计划需求论证[J].宇航学报,2011,32(4). |
| 作者姓名： | 郑伟 许厚泽 钟敏 员美娟 |
| 作者单位： | 1. 中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室,武汉,430077;日本京都大学防灾研究所,京都,611-0011 2. 中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室,武汉,430077 3. 武汉科技大学应用物理系,武汉,430081 |
| 基金项目： | 中科院知识创新工程青年人才重要方向项目，国家自然科学青年基金，湖北省自然科学基金 |
| 摘 要： | 月球卫星重力测量是21世纪国际开展深空探测的发展趋势和追逐热点.月球重力场的精密测量是国际探月计划的重要组成部分,它决定着月球探测器的轨道优化设计和载人登月飞船月面理想着陆点的合适选取.本文首先介绍未来国际GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory)月球重力场探测双星计划的总体概述、关键载荷以及科学目标和研究方向.其次,重点阐述月球卫星观测模式可行性论证、月球卫星关键载荷的优化选取、卫星轨道参数的优化设计、仿真模拟研究的先期开展等我国将来月球卫星重力测量计划的实施建议.第一,由于高低/低低卫星跟踪卫星结合多普勒和甚长基线干涉系统观测模式(SST-HL/LL-Doppler-VLBI)对中长波月球重力场的探测精度较高,技术要求相对较低,月球重力场测定速度快、代价低和效益高,可借鉴地球重力卫星GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)系统的成功经验,对定轨精度的要求较低,而且可有效探测远月面区域的月球重力场信号,因此我国将来首期月球卫星重力测量计划采用SST-HI/LL-Doppler-VLBI观测模式较优.第二,我国应先期开展高精度的月球重力卫星关键载荷(激光干涉星间测距仪、非保守力补偿系统等)和地面Doppler-VLBI系统的研制工作.第三,月球卫星轨道高度(50～100 km)和星间距离(100±50 km)的优化设计是成功实施将来我国月球卫星重力测量计划的重要保证.第四,建议我国将仿真技术应用于月球重力卫星的方案论证、系统设计、部件研制、产品检验、实际应用、故障分析等研制和运行的全过程.本文的研究不仅对我国将来首期月球卫星重力测量计划的成功实施具有重要的参考价值,同时对未来国际太阳系行星重力探测的发展方向具有广泛的指导意义. |
| 关 键 词： | 月球重力场 卫星跟踪卫星 激光干涉星间测距系统 非保守力补偿系统 GRAIL |
Demonstration of Requirement for Future Lunar Satellite Gravity Exploration Mission Based on Interferometric Laser Intersatellite Ranging Principle |
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| ZHENG Wei,XU Hou-ze,ZHONG Min,YUN Mei-juan.Demonstration of Requirement for Future Lunar Satellite Gravity Exploration Mission Based on Interferometric Laser Intersatellite Ranging Principle[J].Journal of Astronautics,2011,32(4). | |
| Authors: | ZHENG Wei XU Hou-ze ZHONG Min YUN Mei-juan |
| Institution: | ZHENG Wei1,2,XU Hou-ze1,ZHONG Min1,YUN Mei-juan3(1.Key Laboratory of Dynamic Geodesy,Institute of Geodesy and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430077,China,2.Disaster Prevention Research Institute,Kyoto University,Uji,Kyoto 611-0011,Japan,3.Department of Applied Physics,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,China) |
| Abstract: | The lunar satellite gravity exploration is the international development trend and focus of deep space exploration in the 21st century.The accurate measurement of lunar gravitational field is an important part of international lunar exploration mission,which determines the optimum design of lunar probe orbit and the suitable selection of ideal landing point from manned spacecraft in the lunar surface.Firstly,the future twin-satellite program for the Gravity Recovery and Interior Laboratory(GRAIL) lunar grav... |
| Keywords: | Lunar gravitational field Satellite-to-satellite tracking mode Interferometric laser intersatellite ranging system Compensating system of nonconservative force GRAIL |
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