首次月背着陆探测的“背后”——上海航天技术研究院“嫦娥”四号探测器研制任务侧记

<正>2018年12月8日,"长征"三号B运载火箭成功将"嫦娥"四号探测器送入地月转移轨道,踏上了人类首次月球背面着陆探测的旅程。"嫦娥"四号探测器包括两器一星,即月球软着陆探测器(着陆器)、月面巡视探测器(巡视器)、"鹊桥"中继卫星。上海航天技术研究院承担了"嫦娥"四号着陆器、巡视器5个半分系统的研制任务,包括巡视器移动分系统、结构与机构分系统、测控数传分系统、电源分系统、综合电子分系统移动/机构控制与驱动组件、着陆器一次电源分系统。     

嫦娥四号探测器推进系统设计特点与验证

嫦娥四号探测器推进系统在充分继承嫦娥三号探测器的技术方案基础上,在发动机精确控制和高精度变推力、轨道控制管路超压管理、月面高可靠推进剂钝化、气瓶在轨提高裕度和发动机量化极性测试方面进行了优化设计,并通过了地面试验和在轨飞行试验的充分验证。结果表明:嫦娥四号探测器推进系统完成了在轨飞行全部姿态控制和轨道控制任务,取得的发动机推力精确控制和高精度变推力等技术成果可应用于其他探测器。     

嫦娥五号轨道器的创新与实践

嫦娥五号任务是实现中国首次月球无人交会对接与采样返回,嫦娥五号探测器系统由轨道器、着陆器、上升器和返回器四器组成。轨道器由上海航天技术研究院抓总研制,首次完成了月球轨道无人对接与样品转移任务,同时承担地月往返运输任务。轨道器采用了外承力筒、四贮箱平铺下探、双太阳翼的构型设计方案,实现了航天器的大承载、轻量化功能;采用了推进仪器舱、对接舱、支撑舱三舱组合的构型布局方案,满足了5个分离面、8个飞行阶段和多种飞行姿态的设备布局需求;分布式一体化综合电子技术的应用,优化和整合了整器的电子功能。     

嫦娥四号着陆器有效载荷任务设计与验证

嫦娥四号着陆器落月后载荷需进行初始状态建立,载荷初始状态建立过程与探测器两器分离过程交叉,对飞行程序设计提出了挑战。文章针对嫦娥四号有效载荷分系统与探测器总体设计,按照着陆器各载荷的任务要求,结合月面工作的约束条件,从系统的角度对载荷开展探测任务的内容、顺序和时机进行设计和优化,并按照设计的工作流程,开展了着陆区的就位探测,验证了任务设计的合理性和载荷技术状态的正确性,可为后续探测任务中载荷与探测器系统联合飞行程序设计提供参考。     

月球探测器成像观测任务设计与验证

针对月球探测器月面软着陆与巡视勘察任务特点,进行需求分析和细化,识别出月面探测任务过程中着陆器动力下降、巡视器释放分离、两器月面工作状态、月面区域地貌状态等成像观测任务的关键环节,兼顾设计约束,开展成像仪器系统设计。基于各个成像观测任务关键环节,结合月面状态、探测器姿态和光照条件之间的相互影响,从成像仪器视场遮挡情况、成像目标的阴影状态、视频的连贯性和数据传输的匹配性等方面,确定成像仪器配置及功能和性能参数。此成像观测任务设计已通过嫦娥三号探测器的在轨验证,为探测器状态的判断、分析及任务实施过程的评估提供了支撑,可为后续深空探测的成像观测任务设计提供参考。     

嫦娥五号探测器系统级电性能测试设计与实践

针对嫦娥五号探测器综合测试中遍历在轨飞行状态引发的全面覆盖难度大,任务剖面及关键环节多引发的模拟飞行及健壮性测试要求高等问题,提出并实践了状态遍历及增量式集成的系统级测试方法,测试设计按照分状态分阶段分剖面的多层次验证策略,探索出了一套从"最基本启动,增量式叠加,分步骤集成"的整体性测试与验证的解决方案,达到了在项目早期将系统验证工作置于真实环境下开展测试评估的效果。同时也解构了探测器组成复杂,器间交互多,器内耦合多的系统级全覆盖难题。引入非侵入式监测技术解决了特定任务剖面及系统级条件下关键动作高保真数据获取的难题。与阿波罗载人登月相比,嫦娥五号探测器系统级测试设计实现了测试与评估可靠性活动在整器研制环节的流程左移,体现了中国航天器研制技术的特点。     

图片新闻

<正>2019年1月3日10时26分,由中国航天科技集团有限公司抓总研制的嫦娥四号探测器成功在月球背面东经177.6°、南纬45.5°附近的预选区着陆,并通过鹊桥中继星传回了世界上第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。1月3日22时22分,巡视器踏上月球表面。嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器工作正常,搭载科学实验项目顺利开展,达到工程既定目标,标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此,探月工程取得"五战五捷,连战连捷"。     

嫦娥五号探测器

正嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成,包括结构、机构、测控数传、天线、数管、供配电、热控、采样封装、工程参数测量、GNC、推进、回收、对接机构与样品转移、分离机构和有效载荷共15个分系统。探测器全任务飞行过程包括发射入轨段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段和再入回收段等十一个飞行阶段。     

基于近地球轨道交会的中国载人登月方案设想——基于两型火箭组合的运载方案

正一月球探索现状1中国月球探测进展2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为"嫦娥工程"。截止2018年底,先后发射了"嫦娥"一号、"嫦娥"二号、"嫦娥"三号、"嫦娥"五号试验器、"嫦娥"四号5个探测器(不含"鹊桥"中继星),顺利完成了无人探月三步走的"绕月"和"落月"任务。     

嫦娥四号巡视器遥操作地面支持系统设计

嫦娥四号巡视器由于其工作环境特点,在任务执行期间需要采用自主导航和地面遥操作控制相结合的工作方式,以确保巡视器的安全和工作效率。文章基于嫦娥四号巡视器的任务执行条件,开展了针对地面支持系统的总体架构和系统设计,并介绍了系统的实现方法。以在轨应用实例和完成既定的在轨支持任务两个方面,证明了该地面支持系统设计的正确性和有效性。     

嫦娥四号探测器系统组织管理风险识别与控制

对嫦娥四号探测器系统组织管理风险识别与控制的实践经验进行了详细探讨。嫦娥四号探测器系统在组织管理上存在研制模式新、技术难点多、多线并行交叉约束、搭载安全性控制及发射场组织管理难度高等风险。在任务实施过程中,从组织系统策划,多器(星)总体管控模式与运行机制确立,两器一星计划风险协同管控与资源保障,多类型多目标载荷协同研制管理,实施过程动态控制方法的运用等方面入手,采取了切实可行的控制措施,有效地保证了高风险复杂任务的顺利实施。     

嫦娥三号任务过程回放

2013年12月2日1点30分,一阵阵巨大的发动机轰鸣声从我国西昌卫星发射中心传出,打破了月城西昌宁静的夜空。有中国航天“大力士”美誉的长征三号乙改进型运载火箭拔地而起,托举着嫦娥三号探测器奔向太空。中国探月工程“落月”探测任务的大幕,时隔3年后再次激动人心地开启。火箭飞行约19分钟后,器箭分离,嫦娥三号被准确送入地月转移轨道,火箭使命出色完成。随后,嫦娥三号成功展开太阳帆板,发射取得圆满成功。此次任务中的探测器和运载火箭两大核心系统,均由中国航天科技集团公司抓总研制。     

嫦娥奔月记——“嫦娥”四号任务执行纪实

<正>"嫦娥"四号任务概述"嫦娥"四号任务是人类首个在月球背面进行的着陆和巡视探测任务。2016年1月14日,"嫦娥"四号任务通过探月工程重大专项领导小组审议,正式开始实施。工程任务中的运载火箭系统、"嫦娥"探测器系统及"鹊桥"中继卫星均由中国航天科技集团有限公司抓总研制。通过实施"嫦娥"四号任务,我国将实现两个"第一次":第一次实现人类探测器月球背面软着陆;第     

嫦娥四号任务中继通信链路地面测试验证及数据处理

中继通信链路是嫦娥四号任务的关键组成部分之一,为月球探测器与地球站可靠通信提供保证。文章针对嫦娥四号中继通信链路地面测试需求,制定了测试验证方案,包括测试流程、测试模式、地面测试系统、测试数据处理等,支持了嫦娥四号中继通信链路系统级地面验证。总结的技术和经验可为我国后续深空探测器研制和测试工作提供参考。     

嫦娥五号探测器回收分系统研制与验证

回收分系统作为执行我国首次地外天体自动采样返回任务的嫦娥五号探测器的关键分系统之一,为了实现结构布局优化、开伞载荷及系统稳定性兼容、轻小型化及高可靠性要求等目标,提出了非均衡载荷两级减速三伞方案、双冗余低电流弹盖拉伞优化方案、多敏感集成化回收控制方案、单点吊挂冗余解锁减速伞连接分离方案等。通过合理设计,完成仿真验证试验、地面验证试验、空投验证试验,确保了回收分系统协调匹配、工作可靠。在轨飞行数据结果表明:嫦娥五号探测器回收分系统工作性能稳定,满足各项指标要求。     

嫦娥三号，你还知多少？

问：与嫦娥一号、二号相比,嫦娥三号任务有哪些特色或创新？ 答：嫦娥三号任务有8大创新点：第一,首次实现中国航天器在地外天体软着陆;第二,首次实现中国航天器在地外天体巡视勘察;第三,首次实现对月面探测器的遥操作;第四,突破多窗口、窄宽度发射和高精度入轨技术;第五,首次研制中国大型深空站,初步建成深空测控通信网;     

搭建地月通信纽带的“嫦娥”四号中继星“鹊桥”

<正>我国的探月工程自2004年实施以来,取得了举世瞩目的成就,现在又有了新的更宏伟的目标,那就是考察从未有探测器涉足的月球背面。由着陆器、巡视器和中继星构成的"嫦娥"四号任务经过近两年的论证,于2016年1月获得了国家批准,开始了工程研制工作。由于在月球背面探测器无法与地面站直接进行通信,中继通信成为"嫦娥"四号任务首先要解决的关键问题。经过两年多的艰辛研     

嫦娥四号巡视器系统设计与验证

介绍了嫦娥四号巡视器的无法与地面直接通信、月面地形崎岖和遮挡等技术特点,论述了根据技术特点相应的总体方案设计,如相对嫦娥三号巡视器的设备调整、在轨问题的完善设计以及系统安全的操控设计,随后开展了中继双向捕获跟踪和信息传输可靠性验证、嫦娥三号巡视器在轨问题解决措施的系统级验证、巡视器驶离性能验证和月面移动性能验证等针对性测试项目,最后介绍了嫦娥四号巡视器在月面的工作情况,其至今在月面工作时间已超过寿命要求,系统可靠运行,性能稳定,说明总体方案合理可行,可为后续我国月球和火星巡视器的研制提供参考。     

“嫦娥”四号着陆器和月球车外观设计构型首次公开亮相

正由中国航天科技集团有限公司研制的"嫦娥"四号月球探测器将于2018年12月在西昌卫星发射中心发射,它将首次实现人类探测器在月球背面软着陆和巡视勘察。2018年8月15日,中国探月工程"嫦娥"四号任务月球车全球征名活动启动仪式在京举行,活动首次公布了"嫦娥"四号着陆器和月球车外观设计构型。截至目前,我国探月工程已完成"嫦娥"一号、"嫦娥"二号、"嫦娥"三号和探月工程三期再入返回试验任务。自2013年12月15日顺利驶抵月球表面,到2016年     

“嫦娥”四号探测器亮相 新使命 大可期

正由中国空间技术研究院抓总研制的"嫦娥"四号探测器在第12届珠海航展上首次对外公开展出。"嫦娥"四号是探月工程计划中"嫦娥"系列的第4颗绕月探测卫星,主要任务是继续更深层次、更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息,完善月球的档案资料。"嫦娥"四号由着陆器和巡视器(又称月球车)两部分组成,计划于2018年12月在西昌卫星发射中