NEAR飞越马蒂尔达小行星

ＮＥＡＲ飞越马蒂尔达小行星袁越图１马蒂尔达（左）是人类从近处探测过的第三颗小行星。伽利略木星探测器在飞往木星途中曾在１９９１和１９９３年对盖斯普拉（中）和伊季山（右）进行了成像美国航宇局低成本行星科学探测计划——发现计划中的第一颗探测器近地小行星交会...     

美欧将合作开展首次小行星防御任务

<正>2019年1月,欧空局(ESA)为"赫拉"(Hera)小行星任务选定了将要携带的2颗立方星,这2颗6U立方星将被送到戴迪莫斯双小行星系统附近进行科学探测并最终在小行星表面着陆。这是美欧合作开展小行星防御任务的一个重要进展。近地天体威胁是一种"可能性极低但后果严重"的灾害,     

小行星探测最优两脉冲交会轨道设计与分析

小行星探测已经成为新世纪深空探测的一个新热点和未来世界航天发展的一个新方向。转移轨道的设计和探测目标可接近性的分析是小行星探测的关键技术之一。现利用了任意两个非共面非共轴椭圆轨道之间的最优两脉冲转移方法，对我国提出的探测Ivar小行星的交会转移轨道进行了设计与分析，给出了全局最优两脉冲交会轨道的设计参数，并利用此方法对近地小行星的可接近性进行了分析和排序，给出了可接近性较好的40颗近地小行星的转移轨道设计参数。这些研究结果对于近地小行星探测任务的目标选择和发射机会的预测都有重要的参考价值。     

深空1号飞越一颗小行星

美国航宇局的深空１号探测器７月２８日从一颗小行星旁边飞过，从而完成了它的所有飞行目标。但由于可见光相机位置不当，飞越过程中没有拍到该小行星的可见光照片。不过红外成像装置还是拍摄到了一些照片。这次迄今为止离天体最近的飞越探测能得以实现，星上自主导航系统可以说功不可没。除可见光相机问题外，从遥测数据及姿态机动造成的无线电信号多普勒频移来看，这次飞越基本上是按要求进行的。星上的等离子体探测器及其它仪器有可能还获得了其它一些有价值的数据。深空１号是美国航宇局喷推实验室的一项计划，旨在验证未来行星际探测所…     

“追星”艰难之旅

在上世纪90年代以前,人们主要通过地面天文观测研究小行星,同时还通过对陨落到地面的小行星碎片进行研究,从而得到小行星物质组成和化学成分。而当前,随着人类深空探索的深入,关于小行星的探测也日益增多。美国、欧洲和日本先后发射了多颗小行星探测器。有的甚至实现了小行星表面物质的取样返回。那么,我们是如何使用小行星探测器进行探测的？从地球飞往小行星的“星途”又有怎样的艰难呢？     

太阳系小天体表面环境综述

地面和空间望远镜观测,特别是最近30多年来的历次深空探测任务极大提高了我们对太阳系小天体的认识。现已知小天体表面具有复杂多样的形貌特征,这些特征与其历史上所经历过的地质演变有密切关系,亦可为理解早期太阳系的动力学环境提供重要信息。文章首先简要介绍了通过天文观测数据反演小行星形貌信息的基本原理和方法;然后基于已实施的深空探测任务获取的数据资料,回顾和总结了433 Eros、25143 Itokawa、4179 Toutatis、162173 Ryugu、101955 Bennu及486958 2014 MU69这6颗小行星的表面环境和物理性质,其中着重介绍了对这几颗小行星的形状、表面碎石形态和分布、撞击坑形貌和分布、表面坡度、沟槽和山脊等线性结构以及表壤运动痕迹等的认识,以及如何根据这些信息推测各小行星的形成历史;最后简要介绍了目前认为可能影响小行星表面形貌的几种机制,以期为我国即将开展的小天体深空探测任务提供借鉴。     

基于ZigBee组网的星表探测装置设计及其定位方法

文章针对未来小行星表面探测的需要，研究了一种基于ZigBee组网技术的无线星表探测装置及其定位方法。探测装置采用迷你立方体构型设计，每个装置配备多个ZigBee模块，模块的天线围绕立方体呈对称分布式安装，以确保当探测装置落到小行星表面后，至少有一个ZigBee模块的通信状况良好且可进行组网。撒布在小行星表面的多个探测装置可以组成一个无线网络，以实现探测数据的传输和系统的定位。针对多探测装置无线网络拓扑结构的数学建模问题，提出了一种通过提取分析接收信号强度指示值（RSSI）来确定探测装置间相对距离的测量方法；基于对传统三边测量法的改进，实现了网络中探测装置的自主定位。在实验室环境下，搭建平台对系统的组网和定位功能进行了实验研究，验证了方案的正确性。     

“罗塞塔” 飞掠“鲁特西亚”小行星

7月10日，欧空局的“罗塞塔”彗星探测器在飞往目标星体的征途中，成功飞掠“鲁特西亚”小行星，并对其进行了拍摄。这是它第二次顺路探测小行星，且具重要科学价值。     

深空探测的进展与我国深空探测的发展战略

本文通过对大量国内外深空探测资料的收集整理、分析和总结，对深空探测的五个重点领域-月球探测、火星探测、水星和金星探测，巨行星及其卫星探测，小行星及彗星探测的进展和探测成果分别进行了论述，并在此基础上提出了我国深空探测的发展战略，特别是对月球和火星的探测。根据国际上深空探测的发展趋势和我国科技发展水平，目前深空探测的目的是进一步深入认识太阳系各类天体，探讨太阳系的起源与演化，深空探测的重点是月球与火星，而对巨行星的卫星，小行星与彗星侧重探测水体与生命活动信息，探讨太阳系生命的起源与变化，我国深空探测近期应以月球探测为主导，取得突破性进展，筹备火星探测的预研究，选准科学目标，水星与金星、巨行星的卫星和小行星和彗星的探测，不是深空探测的主潮流，可适当参加国际合作，以期取得进展。     

行星着陆探测中的动力学与控制研究进展

着陆探测是获取行星特性和科学数据最直接、最有效的途径,也是目前技术难度最大、最为复杂的探测方式。在行星着陆探测过程中,动力学与控制是影响任务成败的关键因素之一。文章首先分析了行星着陆探测动力学与控制研究所面临的挑战与难题;然后,针对火星和小行星的着陆探测,重点分析了火星着陆进入段和下降段所涉及的动力学与控制,小行星附着探测动力学建模与制导控制的研究现状与关键问题;最后,提出了我国在行星着陆探测动力学与控制领域的未来重点发展方向。     

美黎明号探测器即将飞赴太阳系

2007年7月7日，NASA宣布，综合考虑多种因素，原定本月升空的黎明号小行星探测器将推迟至9月发射。探测器将从卡纳维拉尔角空军基地发射，开始对太阳系中两颗最大的小行星——灶神星和谷神星的深探索进程。探测器预计在2011年抵达灶神星并围绕此星开展观测研究，此后，它将于2015年飞至谷神星周围对其探测。据认为于46亿多年前形成的灶神星和谷神星保存了它们的原始记录，由此可揭开小行星演变和这些天体形成条件之谜。     

我国小行星探测发展思路及关键技术探讨

介绍了国外小行星探测的发展状况,指出小行星探测正从飞越和伴飞探测向表面软着陆取样返回探测发展,从无人探测向载人探测发展,向多目标探测以及与新技术验证相结合的发展趋势和特点。提出我国小行星探测应分4步走的发展规划和发展思路建议,并论述了小行星探测包括载人小行星探测需要解决的轨道设计、自主采样等关键技术。以上建议和研究可为我国制定小行星深空探测战略规划提供参考。     

美国小行星俘获任务及其启示

小行星俘获(ACR)任务是美国Keck空间研究中心发起的一项深空探测任务。该任务计划选定一颗近地小行星,通过口袋式抓捕系统对其实施抓捕,并于2025年左右将其带回近月空间。文章介绍了ACR任务的内容和系统设计,具体包括:航天器总体构型、抓捕分系统、探测识别分系统和控制与推进分系统;对小行星抓捕的目标探测与识别、旋转匹配、抓捕、消旋、轨道转移等核心操作。基于ACR任务,提出了空间目标俘获技术的需求与应用、抓捕航天器系统设计的启示;基于我国目前的技术研究情况,总结分析了发展空间目标俘获任务所需的关键技术,如大功率柔性太阳翼、长时间大范围轨道机动、目标探测与识别、快速机动、目标抓捕与消旋。     

深空1号飞越一颗小行星

美国航宇局的深空1号探测器7月28日从一颗小行星旁边飞过,从而完成了它的所有飞行目标。但由于可见光相机位置不当,飞越过程中没有拍到该小行星的可见光照片。不过红外成像装置还是拍摄到了一些照片。这次迄今为止离天体最近的飞越探测能得以实现,星上自主导航系统可以说功不可没。除可见光相机问题外,从遥测数据及姿态机动造成的无线电信号多普勒频移来看,这次飞越基本上是按要求进行的。星上的等离子体探测器及其它仪器有可能还获得了其它一些有价值的数据。     

不规则形状小行星引力环境建模及 球谐系数求取方法

在实施小行星探测任务之前,需要对不规则形状小行星的引力场有一个清楚的认识,以便于进行环绕或着陆小行星的轨道设计。文章提出了一种小行星引力场建模及球谐系数的求取方法。首先,由多面体模型方法重构出小行星外部的引力环境并以此作为虚拟观测量。在此基础上,根据球谐系数与引力势能间的关系,通过求解超定线性方程组得到小行星引力场的各阶次球谐系数。与传统的将小行星近似成三轴椭球体进而计算球谐系数的方法相比,该方法可大幅度提高引力场建模的精度。通过与由NEAR探测器轨道数据解算的Eros433小行星的球谐系数比较表明,其最大误差不超过6%。计算表明,该方法可以为小行星探测任务发射前的轨道设计提供更为精确的数据。     

如何与小行星亲密接触

小行星是太阳系内类似行星的一种天体,环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多。至今为止在太阳系内已经发现了70多万颗小行星,不过只有少数的小行星直径大于100千米。最大的小行星是谷神星,直径约950千米。不过近年来又发现一些小行星比谷神星还要大,如2004年发现的一颗小行星直径甚至达到1800千米。直径超过240千米的小行星约有16颗,     

利用小行星测量信息的深空探测器自主导航算法研究

提出一种利用小行星图像信息的深空探测转移轨道段自主光学导航算法.该算法首先利用导航敏感器获取含有恒星背景的多颗小行星的图像;然后通过图像处理,提取出小行星和恒星中心点对应的像素;最后利用小行星和恒星中心点的像素、探测器的惯性姿态和观测时刻的小行星星历等信息,通过引入Unscented变换的批处理最小二乘滤波估计探测器的位置和速度.以"深空一号"探测器飞行轨道为例进行数学仿真,结果表明该算法导航精度优于"深空一号"应用的批处理最小二乘滤波.     

电推进在深空探测主推进中的应用及发展趋势

随着太阳能电池阵列电功率的不断增长,高比冲电推进在深空探测主推进任务中的应用成为现实,且有明显增加趋势。在我国实施两次月球探测任务之后,深空探测将成为我国航天领域的重要组成部分。从20世纪90年代末开始,美国、日本和欧洲相继发射了四个由电推进执行主推进的深空探测器-深空一号探测器、隼鸟号小行星探测器、智慧一号月球探测器和黎明号小行星探测器,极大地提升了深空进入能力,且获得了很多科学数据。本文分析深空探测主推进对电推进的需求,对电推进在深空探测主推进任务中的应用现状进行综述,分析关键技术和发展趋势,为我国深空探测推进技术发展提供参考。     

深空自主光学导航观测小行星选取方法研究

深空探测转移轨道段的自主光学导航一般以小行星作为观测量来源.为了选出可观测的小行星,分析了小行星用于导航的限制因素,给出了视星等、太阳相角、视运动、三星概率、探测器与小行星距离和视线夹角等选取标准;然后,为了从多颗可观测小行星中选出最优组合,以提高导航精度,基于滤波误差协方差分析,给出了一种可量化的选取最优小行星组合的方法,该方法只与小行星到探测器距离和视线夹角有关;最后,参照"深空一号"飞行方案进行了仿真验证.分析和仿真结果表明该方法可有效提高导航精度.     

星际探测新时代面临预算压力

从现在开始，世界各国将迎来一个行星际探测新时代的到来。到2005年，按计划各国共将向各大行星及其卫星、香星和小行星发射约20颗探测器，而1989年时在研的星际探测器只有5颗。与以往由美国和俄罗斯唱主角不同，欧洲和日本现在也在牵头搞一些星际探索项目。此外，美国航宇局还