国际深空探测技术的发展现状及展望（上）

深空探测是人类了解地球、太阳系和宇宙,进而考察、勘探和定居太阳系其它天体的第一步。深空探测主要包括月球探测、行星探测、行星际探测和星际探测。通过深空探测,可以帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状,进一步认识地球环境的形成和演变,认识空间现象和地球自然系统之间的关系。从现实和长远来看,对深空的探测和开发具有十分重要的科学和经济意义。     

“中国嫦娥”千万里我追寻着你(上)——嫦娥二号卫星留在星际间靓丽轨迹回眸

此刻,在遥远的星际空间,嫦娥二号正奋力向前翱翔.作为我国第二颗月球探测器,嫦娥二号卫星在圆满完成既定任务的同时,取得了大量的科学和技术试验验证成果,突破了一批核心和关键技术,开创了我国深空探测任务新模式,系统性推进了相关领域的技术发展,成为具有国际水准与特色的深空多目标、多任务探测器和我国第一个行星际探测器,中国也成为国际上第三个飞入拉格朗日点、第四个开展小行星探测的国家,完成了我国深空探测创造性的跨越,将中国深空探测的臂膀伸向了遥远的星际空间.     

深空探测的几个问题

1．深空探测的目的和必要性 深空探测又称宇宙航行．包括空间探测器在太阳系内的行星际空间航行（航天）和太阳系外的恒星际空间航行（航宇）。这里所谓“深空”是指距地球等于或大于地月距离（38．4万公里）的空间。     

亚洲国家主要月球与深空探测任务发展

正深空探测指人类对月球及其以远的天体或空间环境开展的探测活动的总称。多年来,人类遵循由近及远、由易至难的发展规律,以月球及火星为探测重点,以技术创新与科学发现为驱动,实践长期、高风险的月球与深空探测活动。目前,人类的深空探测活动主要以单一或两个探测器为主,每次探测具有明确的任务目标,通过逐渐增加自主能力和扩大探测范围来提升认知经验和探测水平。截至2020年12月,人类共实施255次深空探测任务,已不同程度地探测了太阳系主要行星,其中月球126次,月球以远129次,成功率约为56%。     

深空探测活动年表（一）

从1958年美国和前苏联启动探月计划开始．世界发达国家和航天技术大国都先后开展了多种类型的深空探测活动．成为人类了解地球、太阳系和宇宙的一个重要手段。随着航天科技和空间科学的发展．人类考察、勘探和定居太阳系其他星体的梦想正在逐步成为现实。深空探测的对象主要包括月球、行星际和星际。深空探测的目的通常包括观测、勘探和深入三个不同的阶段。     

21世纪国外深空探测发展计划及进展

21世纪初期,国外深空探测计划层出不穷,各类深空探测器不断升空。文章主要概述新世纪各航天国家或地区的深空探测计划,并分别论述对月球、火星和其他行星以及小天体的探测计划及其进展,最后进行综合分析研究。     

行星际空间环境对探测器可靠性影响分析

空间环境是影响航天器可靠性的重要因素。与地球轨道航天器相比,行星际探测任务可能会遭受更加恶劣的空间环境,例如极端温度环境,辐射环境,腐蚀性大气环境、宇宙尘等,再加上行星际任务寿命长,采用先进的器件和材料,空间环境对行星际探测器的可靠性构成严重的威胁,直接关系到探测目标能否实现。因此考虑空间环境对行星际探测器的影响,开展相关的预先研究无论是对于制定行星际空间探测计划,还是搭载仪器的设计都具有非常重要的意义。文章分析了极端温度、辐射环境和行星表面综合环境对探测器的影响,并对开展相关研究提出了建议。     

2008年世界深空探测获得丰硕成果（上）

一、一年来世界深空探测的重要进展 2008年是世界深空探测获得丰硕成果的一年。在月球探测方面,印度成功发射了首个月球探测轨道器月船1号,中国的嫦娥1号月球卫星绘制了目前世界上最为完整的全月球影像图,韩国也研制出自己的月球探测器,美国则联合八国航天局签署了无人探月协议。在太阳系行星探测方面,美国的凤凰号探测器成功地在火星极区着陆并证实土壤中存在水冰,     

嫦娥二号的足迹

嫦娥二号从嫦娥一期工程的备份星到二期工程的先导星,从“替补”变“先锋”,从月球探测器到太阳系探测器,从距离地球38万千米外的月球,到150万千米远的日一地拉格朗日L2点,从700万千米外的小行星,到5000万千米的遥远深空,不到三年时间,嫦娥二号多次完成了华丽的转身。此刻,在遥远的星际空间,嫦娥二号正奋力向前翱翔,将中国深空探测的臂膀伸向了遥远的星际空间。     

木星系及行星际飞越探测的多次借力飞行轨道设计研究

根据我国木星系及行星际穿越探测任务规划,瞄准工程方案可行,对使用多次借力的地木转移轨道及行星飞越飞行轨道进行了深入研究分析。首先,对星际飞越目标进行了探讨,明确了满足任务约束的星际飞越目标;其次,对行星际飞行序列进行了优选,从探测器发射日期、发射双曲剩余速度的平方(C3)、深空机动、木星到达C3和总的任务时间角度,对比分析了多个星际飞行序列,给出了最优序列设计结果;最后,基于工程约束,对探测器的连续发射机会进行了优化设计,给出了探测器连续8天、11天和16天发射所需的发射C3和深空机动大小需求。研究结果表明:在2029—2032年期间,木星系及行星际穿越探测任务最优的深空飞行序列为地球-金星-地球-地球-木星-天王星,最优的发射日期集中在2029年10月份。     

深空探测通信技术发展趋势及思考

阐述了深空探测通信的重要地位和意义，就深空探测通信中的主要问题和特点开展论述，分析了深空探测通信的国内外研究现状。提出了利用地球静止轨道卫星编队的方法构建我国自主的天基连续测控和通信系统的构想，并以月球为中继、利用地月系统内的拉格朗日点开展深空探测。建议当前开展深空探测通信中星际互联网络体系结构、高效信道编码技术和空间协议研究的构想。     

宇宙探测纵横谈（二）

三）美国的空间探测为探索宇宙奥秘，发展宇宙科学，促进航天技术发展，同时也为了同苏联开展太空竞争，美国同前苏联几乎是同时开展了月球、行星和行星际探测。１．月球探测美为给阿波罗载人登月做准备，先后研制和发射了徘徊者号、勘测者号、月球轨道器号等探月器，尔后...     

放飞“中国梦想”

当下,实现“中国梦”的号角已经吹响,实现航天强国梦是实现“中国梦”的重要组成部分,而推动深空探测技术的发展,是中国航天的重要使命。嫦娥二号此行突破并验证了卫星对小天体探测的轨道设计与飞行控制技术,实现中国航天飞行从40万千米到700万千米以远的跨越,并开创了一次发射开展月球、L2点、d、行星等多目标、多任务探测的先河,标志着我国拥有了飞入行星际的探测器;突破了1000万千米远的轨道设计与控制技术;突破了具有中国特色的图塔蒂斯小行星轨道设计;对为嫦娥三号任务新建成的喀什35米和佳木斯66米两个深空站,以及上海65米甚长线射电干涉测量站进行空间测试和标校试验,实战检验了我国深空测控、天文观测的水平和能力,     

先驱者10号重获新生

从1958年10月到1973年4月,美国航宇局为了探测月球、行星际空间和外行星,共发射了11颗先驱者号探测器,其中1972和1973年发射的先驱者10号和11号对木星和土星进行了探测,是最早探测这两颗行星的太空飞行器。先驱者10号是1972年3月2日发射的。它于1973年12月3日从距木星13万公里的地方飞过,进行了所谓的飞越式探测。由于只是路过,而不是进入木星轨道,所以该探测器此后仍一直不停地向前飞行着。目前它距太阳     

深空探测真空/机电热类有效载荷浅析

通过对国外深空探测任务的综合分析和总结,特别针对深空探测活动中对空间尘埃、空间辐射、行星大气等方面的探测载荷展开了深入调研和分析,文章主要介绍了尘埃探测器、大气结构分析仪、辐射评估探测器和空间质谱计等几种真空、热、机、电类的有效载荷,主要从它们的功能、目标、原理、关键技术和应用情况5个方面进行了阐述。     

字宙探测纵横谈(二)

(三)美国的空间探测为探索宇宙奥秘,发展宇宙科学,促进航天技术发展,同时也为了同苏联开展太空竞争,美国同前苏联几乎是同时开展了月球、行星和行星际探测。1.月球探测美为给阿波罗载人登月做准备,先后研制和发射了徘徊者号、勘测者号、月球轨道器号等探月器,尔后进行了载人登月探测。徘徊者号从1961年8月到1965年     

空间探测器的飞行原理

空间探测器是除卫星、宇宙飞船、航天飞机外的又一种航天器,它的目标是对深空中的天体(如恒星、行星、卫星、彗星等)进行探测。空间探测器离开地球时,必须获得足够大的速度才能摆脱地球引力,实现深空飞行。探测器沿着与地球轨道和目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道(双切轨道)     

未来月球及深空探测中的动力学环境问题

近年来,越来越多的空间机构将月球和深空探测作为未来空间探测的重点。未来随着深空探测任务复杂度的增加,其面临的动力学环境也更加复杂。文章分析了月球和深空探测过程中所面临的动力学问题,介绍了现有月球和深空探测中主要动力学环境试验的情况,最后提出了未来月球和深空探测所面临的动力学环境模拟挑战和建议。     

深空探测器间通信技术发展概述

器间通信技术能够确保遥控指令可靠到达探测器,并将探测器的科学探测数据回传给地面,在深空探测中发挥着重要作用。介绍了美国和中国的月球探测、火星探测工程中器间通信技术发展现状和工程应用情况,分析总结了深空探测器间通信技术的主要特点,并针对未来深空探测器间通信需求,提出了需要迫切解决的关键技术,为我国后续深空探测工程的实施提供支持。     

电火箭推进的空间探测器

从1959年首次进行探月(前苏联的月球1号)以来,人类已对月球进行了近90次探测;赴火星的探测器也发射了30多个。到目前为止,除冥王星外,人类对太阳系的八大行星都进行了初步探测。1998年以前,这些空间探测器的推进系统都是采用化学火箭发动机。1998年之后,陆续出现了用电火箭推进的空间探测器,如美国的深空1号、日本的缪斯C(又称隼鸟号)和欧空局的斯玛特1。为什么要用电火箭推进?它有什么特点?探测器飞行结果如何?本文对此作简要的介绍,以求引起人们的了解和关注。